香山會議提出設想規劃我科學家力爭率先發現暗物質

　　“未來五至十年，我國應發揮本土實驗基地的優勢，充分利用錦屏地下實驗室探測暗物質和西藏阿里天文臺探測宇宙背景輻射，同時迅速開展先進探測技術的研發，希望在國際上率先發現暗物質。”不久前召開的香山科學會議S27次學術討論會上，會議執行主席之一、上海交通大學季向東教授提出了這樣的設想，得到了與會專家的支持。會上研討了我國在暗物質暗能量研究領域的布局規劃，力爭在這個領域盡早達到世界領先水平。

　　暗物質和暗能量是物理和天文學家公認的21世紀最重要的科學謎團，非常有可能孕育出新的物理學重大發現。近年來，美國和歐洲科學界紛紛布局這個領域的研究計劃，期望在暗能量暗物質研究上搶先取得突破。

　　 中國科學界對暗物質暗能量研究的重要性早有共識。在中科院2009年發布的戰略研究系列報告“創新 2050：科學技術和中國未來”中提出，可能出現革命性突破的四個基本科學問題中，暗物質、暗能量位列第一。報告指出“揭開暗物質、暗能量之謎，將是人類認識宇宙的又一次重大飛躍，可能導致一場新的物理學革命。為此，需投資建設幾項關鍵性的探測暗物質、暗能量的重大實驗裝置，以取得第一手實驗數據，在國際競爭中處于主導地位。”

　　 過去五年里，中國在暗物質暗能量方面的研究有了跨越式的發展。2014年，中國暗物質實驗組（CDEX）利用點電極高純鍺得到了目前該探測器在國際上最靈敏的實驗結果，進一步縮小了暗物質可能存在的區域。“粒子和天體物理氙探測器”（PandaX）實驗組也于同年公布了一期實驗獲得的首批數據，對以往國際上所有發現的疑似輕質量暗物質信號提出了質疑。這些研究成果的取得，源于錦屏地下實驗室為中國暗物質研究提供的重要機遇，為我國在暗物質暗能量研究上從“跟跑” 到“并跑”到最后“領跑”打下重要的基礎。

　　 錦屏地下實驗室是我國首個極深地下實驗室，于2010年底在四川雅礱江錦屏水電站投入使用。錦屏地下實驗室垂直巖石覆蓋達2400米，是目前世界巖石覆蓋最深的實驗室。錦屏地下實驗室現正在進行二期擴建，擴建后13萬立方米的實驗空間有望推動暗物質地下直接探測。科學家將在前五年開展20噸的液氙暗物質探測實驗預研項目以及200公斤高純鍺半導體探測項目，與歐美同類項目開展競爭。

　　 與會專家認為，除了錦屏地下實驗室探測暗物質項目之外，對于暗能量的研究，應加大對西藏阿里天文臺的投入力度，建設毫米/亞毫米波望遠鏡，利用其地理及氣象條件優勢，率先開展北半球地面宇宙微波背景輻射觀測，對宇宙原初引力波及暗能量性質進行研究，檢驗宇宙暴漲模型。

　　中科院國家天文臺阿里觀測站位于西藏阿里獅泉河鎮以南海拔5100米的山脊，海拔高、云量少、水汽低、透明度高。其選址工作在國家天文臺相關研究人員的帶領下，持續長達10年，已成為天文臺選址工作的典范。建成后，其地理上的中緯度范圍、對天區的廣闊覆蓋，有望填補北半球觀測宇宙微波背景輻射的空白。

　　 與會專家認為，我國暗物質、暗能量領域的研究若想取得突破性進展，除了這些本土的研究實驗基地項目外，還應部署和協調其他相關項目，包括南極冰穹A的KDUST項目、空間站光學望遠鏡巡天項目、天籟計劃等射電天文項目等，力爭可以取得有突破性的發現和進展。