尋找暗物質有直接探測和間接探測之分。
直接探測的方式類似於守株待兔。中國科學院院士、國家天文台台長常進2020年7月在一場科普直播活動中表示,我們生活在一團暗物質雲中,每秒鐘可能有幾百萬甚至上千萬的暗物質粒子穿過我們的身體。
直接探測暗物質的方法之一,就是利用精密的儀器密切觀察大量的原子核,如果足夠幸運,某一時刻暗物質碰撞到某個原子核,會在原子核上留下殘餘能量。
當然,這種能量波動極其微弱,而且宇宙中的各種射線同樣也有機會與這個原子核來一場親密的邂逅,從而對實驗結果產生干擾。
因此,旨在直接探測到暗物質的實驗室通常會建於極深的地下或山下,盡最大可能屏蔽掉這些干擾。例如位於我國四川的錦屏深地核天體物理實驗室,其上垂直岩石的覆蓋就厚達2400米。
間接探測則致力於尋找暗物質的“兒子”。學者認為,暗物質可以通過湮滅產生極高能的光子、正負電子、正反質子或者中微子。如果我們能在眾多天文信號中剝離出這些暗物質相關的信號,也許就能找到暗物質存在的蛛絲馬跡。我國發射的“悟空”號暗物質粒子探測衛星正是致力於此。
遺憾的是,到目前為止,不論是通過哪種探測暗物質的方法,國內外學者都沒有真正找到暗物質的蹤跡。雖然耗時費力,但對於虛無縹緲的暗物質,探索的腳步從未終止。“工欲善其事,必先利其器。基礎科學需要一些高精尖的裝置,也需要將這些裝置做到極致,這將會間接推動相關行業發展。而科學,往往會在這個過程中獲得新奇的發現,或許將會掀起又一場科技革命。”劉佳說。 |