11月3日，2024騰訊科學we大會在成都科幻館開幕。本次大會以「科技樹·轉折點」為主題，匯聚了中國國家最高科學獎得主、諾貝爾獎得主等國內外頂尖科學家。
本次大會上，知名科學家劉江來教授分享了他對暗物質、引力透鏡效應、wimps理論、中微子的探索和思考，並接受媒體採訪。據悉，劉江來教授長期致力於粒子、原子核與天體物理交叉領域研究，負責pandax暗物質實驗項目。他組織百人科研團隊在錦屏地下實驗室進行暗物質探測實驗，是我國暗物質實驗研究先鋒。其團隊成功研製的三代國際先進液氙探測器，取得國際領先的測量成果。
研究暗物質有用嗎？
或許未來人類會步入更深遠的宇宙，了解暗物質才能做「天氣預報」
1933年，天文學家弗里茨·茲威基在研究星系團時，率先推算出其內部有看不見的物質，也就是如今所說的暗物質。觀測和計算表明，宇宙的95%是看不見的暗物質和暗能量。但暗物質究竟是什麼？這一謎題困擾著一代代科學家。
近百年後，劉江來與其團隊克服重重困難，在世界最深的地下實驗室——位於四川省涼山州的錦屏地下實驗室，探尋暗物質這種宇宙中的「神秘幽靈」。
劉江來告訴紅星新聞記者，他對暗物質的興趣，或許源於基因、或許源於後天，或許兩者都有。他介紹，暗物質在空間中無處不在，每一秒鐘都在穿越我們的身體，但是我們渾然不覺，地球、太陽系也都渾然不覺，但暗物質主導了宇宙的形成和演化。
暗物質看不見、摸不著，探索它有什麼用？劉江來表示，這個問題他沒有辦法回答，他借用了《三體》中的一句話表示，即「弱小不是生存的障礙，傲慢才是」。翻譯成科學家的語境，即「對於宇宙我們要保持謙虛，不斷地探索和理解」。
劉江來說，工業革命給了人類好的生活，但不能因此就停止探索。人類如今可以走出地球研究太陽系，或許有一天人類的足跡會步入銀河系和更深遠的宇宙，或許到時候我們得知暗物質的分布，才能做「天氣預報」，這是十分發散性的問題。「理解暗物質的意義，或許要到那個時候，您（未來的人）來告訴我。」
如何尋找暗物質
在地下2400米探索宇宙
劉江來介紹，探測暗物質有三種方法。第一種是在宇宙空間中，尋找一個暗物質密度比較大的地方，暗物質粒子和粒子之間產生碰撞，其可能會催生出來一些我們已知的、能夠探測到的粒子，例如我國的悟空號衛星，就是把探測器放到太空中尋找暗物質存在的證據；第二種方法是，把一個非常靈敏的探測器送到一個非常安靜的環境中間，等待暗物質粒子到達探測器，和原子產生碰撞以後，捕捉原子反衝信號，這叫作直接探測；第三種是對撞機探測，在對撞機中讓高能粒子束對撞，直接產生暗物質粒子。
劉江來與其團隊使用的錦屏地下實驗室，就屬於直接探測。該實驗室垂直岩石覆蓋達2400米，是國際上岩石覆蓋最深的地下實驗室。在這裡，劉江來與其團隊將惰性元素「氙」冷卻到零下100度並做成探測器，來捕捉暗物質的碰撞。（註：氙是一種稀有氣體，在零下100度的狀態下，會液化為一種無色透明的液體。）
過去15年，劉江來與其團隊一共建設了三代探測器，從120公斤到580公斤再到如今的4噸級探測器，下一步是開展20噸級液氙探測器的升級，這將成為國際上體量最大、靈敏度最高的液氙實驗。這十幾年的努力，讓我國暗物質研究從無到有，並逐步走向國際前沿。
劉江來介紹，液氙暗物質探測器興起於2004年左右，在過去近20年的過程中，一直在高速發展，探測靈敏度快速提升。液氙暗物質探測器的特點是：首先，氙能夠比較容易地擴容，探測器最後靈敏度是跟探測體量成正比的；其次，它對於每一個碰撞事例的能量和位置，都能做4d照相；此外，液氙探測器對碰撞事例到底是怎樣的事例能做一些甄別，判定它是不是本底，是不是信號。從互補性來說，其他的實驗也都各有獨特優勢，所以需要在不同的方向進行探索。
100多年前，人類探測到了電磁波，彼時從未有人想到它會與我們的生活如此緊密。如今，我們每每使用手機、微波爐、ct照相等，都離不開電磁波。未來，暗物質是否也一樣會造福人類？時間會帶給我們答案。
紅星新聞記者 王拓 攝影記者 王勤
編輯 李鈺儀
