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暗物质“猎手”肖梦蛟:科学发展需要天马行空的想象

2019/9/11 18:10:23 jinggen9.cn

  19日下午,四川省图书馆第一学术报告厅内座无虚席,从老者到一脸稚气的小学生,都在聚精会神地聆听成都国际科幻电影周的科普科幻公开课之“寻找宇宙幽灵”。这个幽灵,就是鼎鼎大名的暗物质。而主讲人肖梦蛟博士,现为美国马里兰大学博士后,主要研究方向为暗物质和中微子探测,为PandaX(“熊猫计划”)和JUNO(江门中微子实验)合作组成员。

  普通人对暗物质的直观认识多来自科幻作品。电影《变形金刚》中,机器人“禁闭”所驾驶的飞船就是由它驱动进行星际航行的。刚斩获世界科幻文坛最高奖的小说《三体》里,它是太阳系遭受高级外星文明攻击后的隐形残骸。这些科幻创作的科学依据,就来自人类久寻不得的“暗物质”(Dark Matter)。

  它是一种因存在现有理论无法解释的现象而假想出的物质,比电子和光子还小,不带电荷,不与电子发生干扰,能够穿越电磁波和引力场,是宇宙的重要组成部分。暗物质密度非常小,但数量庞大,代表了宇宙中约26%的物质含量。

  上世纪,天文学家率先发现了暗物质的存在,但直到现在,人类还没能真正捕获它。它的本性之谜,被普遍认为是21世纪物理和天文学中最具挑战性的问题之一。

  肖梦蛟曾长期驻扎在四川凉山州锦屏地下实验室并担任现场负责人,主要负责PandaX 一期实验的探测器设计、安装、联合调试、数据采集和最终的物理分析,为PandaX第一个数据结果论文的第一作者及PandaX 一期全曝光量数据结果的第一通讯作者。

  PandaX是“粒子和天体物理氙探测器”的英文简写,是中国开展的首个百公斤级大型暗物质实验。该实验由上海交大牵头,包括中美两国40多位研究人员,利用在空气中提纯的惰性元素氙作为探测媒介来寻找暗物质。承担这个任务的就是锦屏地下实验室,它是目前全世界最先进的尝试直接捕获暗物质的实验设备。

  对话肖梦蛟

  暗物质随时有可能发现

  封面新闻:您本身是科幻迷么?肖梦蛟:算不上,我看过刘慈欣的《三体》,科幻电影看得比较少,一年都很难进一次电影院。

  封面新闻:您是怎么走上物理研究之路,并从事暗物质研究的?

  肖梦蛟:我从小物理就比较好,高考物理是满分。不过一开始我大学的专业是行政管理(笑),读了一年感觉不适合,就转到了物理系。

  封面新闻:目前pandax计划已进行了7年,尚未捕获暗物质,您估计什么时候会有突破性进展?

  肖梦蛟:说实话,我个人觉得随时都有可能。后续我们还会有终极的实验计划,一步一步走吧。

  封面新闻:如果暗物质被捕获,它对人类社会发展会起到什么作用?

  肖梦蛟:哈哈,我们其实一般不会回答这个问题。我只能说,在发现电子之后,针对电子的具体应用在过了100多年后的今天都还在进步,而暗物质到底能有什么具体应用,我还真的说不上来。不过目前知道暗物质存在弱相互作用力,或许未来在通信行业会有一些应用。

  封面新闻:之前凡尔纳一些科幻小说中的幻想最终都成了现实,您觉得科幻对科学发展意味着什么?

  肖梦蛟:我觉得十分有意义。有句名言,“大胆假设,小心求证”。我们现在做的就是小心求证的事,而科幻则是大胆假设,科学的发展需要科幻天马行空的想象。

  封面新闻:美剧《生活大爆炸中》,主角谢尔顿和雷纳德一个是理论物理学家,一个是实验物理学家,您作为实验物理学家,觉得这两者应是什么样的关系?

  肖梦蛟:互相支持,互相促进。理论物理学家通过研究,提出新的设想和理论,而我们则通过实验去验证这些理论和设想,实验结果和理论相符,就证明了理论的正确,不相符,就提醒他们理论可能需要修改。 封面新闻记者熊浩然
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