天目Tech+探測宇宙中的暗物質「悟空」號有多努力？

泰戈爾在詩里寫：以繁星為火花，卻又無法看見的黑暗之火焰，到底是什麼？

如果讓物理學家來回答，答案很可能是：暗物質。所謂暗物質，就是看不見，卻被理論測算出大量存在於宇宙中的物質。

那麼，暗物質究竟是什麼？如何才能探測到它？6月30日，在由中國科學院大學國際理論物理中心（亞太地區） 聯合中科院理論物理研究所、國科大杭州高等研究院共同舉辦的「從極小量子粒子到極大膨脹宇宙」量子-宇宙物理系列前沿論壇上，中科院院士、國家天文台台長常進給出了回答。

論壇活動現場 資料圖

為何要研究這個彌散在宇宙中的「幽靈」——暗物質？

通過天文觀測，科學家們發現，宇宙中發光物質只佔極少部分，而暗物質約佔所有物質的25%。常進表示，暗物質如同一朵籠罩在21世紀物理學上的烏雲，目前沒有一種標準模型能解釋其性質，「對他們的研究很可能會帶來科學上新的突破，甚至導致物理學的革命。」

直播資料圖

那麼，科學家如何才能探測到這種看不見、摸不著的物質？

常進介紹，探測暗物質主要有三種方法，一是在高能粒子加速器上，通過高能粒子碰撞模擬宇宙大爆炸，從中探測暗物質粒子；二是於地下深處，在「安靜」的地下環境中，通過捕捉暗物質粒子與普通原子核膨脹產生的微弱信號，探測暗物質粒子；三是在空間中間接探測暗物質粒子。

其中，2015年12月17日，我國暗物質粒子探測衛星「悟空」號發射升空。它的主要使命是間接探測暗物質粒子並研究宇宙線物理和高能伽馬射線天文。它具有能量解析度高、測量能量範圍大和本底抑制能力強等優勢，將中國的暗物質探測提升至新的水平。

常進介紹，兩個暗物質粒子相遇，發生碰撞時，會產生「看得見」的高能粒子，如伽馬射線、質子、反質子、中微子等。通俗地講，「悟空」號就如同一個空間望遠鏡，通過測量這些高能粒子，間接證實暗物質粒子的存在。

悟空號 資料圖

記者了解到，悟空的「火眼金睛」讓它探測收穫頗豐。

來自外太空的高能粒子統稱為宇宙射線，它們攜帶著多種天體物理過程的關鍵信息。

2017年，「悟空」號公布首批發現，直接在太空中測量到了電子宇宙射線的一處異常波動，有可能與暗物質相關。2019年，「悟空」號又測量了迄今為止能段最寬也最精確的質子能譜。2021年5月，「悟空」號第三批科研成果公布，科研人員獲得了宇宙射線氦核的精確能譜測量最新結果。

如今，當人類抬頭看看天，每天的清晨和傍晚，「悟空」號都會飛過中國的上空，在距離地面500公里左右的太陽同步軌道上，尋找暗物質的身影。

從發射到現在，「悟空」號所有感測器都保持良好的工作狀態，高能電子、各種宇宙射線粒子等關鍵數據仍在不斷積累中。

「目前，我們還在收集數據，希望在暗物質探索方面取得突破。」常進說。