在四川雅礱江錦屏水電站地下2500米處的中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室，一只“熊貓”正茁壯成長(zhǎng)。它不會(huì)耍寶賣(mài)萌，卻在窺視宇宙“幽靈”——暗物質(zhì)。

這只“熊貓”名為PandaX是“粒子和天體物理氙探測(cè)器”的英文簡(jiǎn)寫(xiě)，該實(shí)驗(yàn)利用在空氣中提純的惰性元素氙作為探測(cè)媒介來(lái)尋找暗物質(zhì)，由上海交通大學(xué)牽頭組織。

記者近日從該實(shí)驗(yàn)組了解到，目前探測(cè)器核心區(qū)液氙的規(guī)模正從一期120公斤級(jí)升級(jí)至二期500公斤級(jí)，2015年升級(jí)完成后將有望成為世界上最靈敏的暗物質(zhì)探測(cè)器。

上海交通大學(xué)教授、國(guó)家“千人計(jì)劃”專家季向東將暗物質(zhì)比喻成宇宙中的“幽靈”。他說(shuō)，迄今的研究和分析表明，暗物質(zhì)在宇宙中所占的份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前人類(lèi)可以看到的物質(zhì)，我們通常所觀測(cè)到的普通物質(zhì)只占宇宙質(zhì)量的5%。而暗物質(zhì)跟普通物質(zhì)幾乎不相互作用，所以探測(cè)困難。暗物質(zhì)和暗能量被稱為21世紀(jì)現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)晴朗天空中的“兩朵烏云”。

據(jù)了解，PandaX采用液氙技術(shù)，即將氙氣制冷至零下100攝氏度，當(dāng)暗物質(zhì)跟氙原子發(fā)生碰撞時(shí)，氙原子就會(huì)發(fā)光，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生自由電子�？茖W(xué)家的工作就是想辦法把這些微弱的光和幾個(gè)自由電子探測(cè)出來(lái)，同時(shí)確認(rèn)這些信號(hào)不是由其他原因引起的。

據(jù)上海交通大學(xué)物理與天文系特別研究員劉江來(lái)介紹，如果說(shuō)暗物質(zhì)是宇宙中的“霧霾”，地球則是在霧霾中行駛的汽車(chē)，當(dāng)霧霾中的顆粒撞擊汽車(chē)就會(huì)發(fā)出“響聲”，探測(cè)器的任務(wù)就是要把這種“響聲”記錄下來(lái)。

本世紀(jì)以來(lái)，國(guó)際上相繼開(kāi)展了20多個(gè)暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)。意大利DAMA/LIBRA實(shí)驗(yàn)、美國(guó)CoGeNT和CDMS兩個(gè)實(shí)驗(yàn)以及德國(guó)CRESST實(shí)驗(yàn)先后宣稱發(fā)現(xiàn)了疑似輕質(zhì)量暗物質(zhì)的信號(hào)，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的主要困難是宇宙線以及地球上無(wú)處不在的放射性。對(duì)于PandaX來(lái)說(shuō)，它上面2500米厚的巖石層將宇宙線通量降到極低，同時(shí)巖石主要是大理石，不存在多少輻射材料，遠(yuǎn)離會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤信號(hào)的輻射源。

2014年8月，PandaX實(shí)驗(yàn)組公布了一期實(shí)驗(yàn)獲得的首批數(shù)據(jù)，對(duì)以往國(guó)際上發(fā)現(xiàn)的疑似輕質(zhì)量暗物質(zhì)信號(hào)提出質(zhì)疑。

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