本報訊“種種跡象表明，科學(xué)家正處在發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的邊緣。這樣的發(fā)現(xiàn)在物理學(xué)界將是轟動性的。”10月21日，上海交大物理系主任季向東教授為師生做學(xué)術(shù)報告，介紹暗物質(zhì)的來龍去脈，分析在實驗室探測暗物質(zhì)的可能性。
　　科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在天文學(xué)和宇宙學(xué)兩方面都有暗物質(zhì)存在的證據(jù)。季向東說，宇宙背景輻射的漲落可以用簡單的暴漲模型來解釋，整個宇宙中有20%的暗物質(zhì)；銀河系則包含95%以上的暗物質(zhì)。科學(xué)家們判斷，暗物質(zhì)很可能是一種粒子，呈電中性，有很長的壽命，沒有強相互作用。
　　宇宙演化的數(shù)值模擬顯示，暗物質(zhì)是極可能是種冷的物質(zhì)，因此它的質(zhì)量應(yīng)該比較大。在宇宙的早期，暗物質(zhì)粒子和宇宙中的其它粒子處在熱平衡狀態(tài)。隨著宇宙的冷卻，暗物質(zhì)粒子不斷湮沒，和宇宙中的其它粒子繼續(xù)保持熱平衡。到了一定的時間，粒子密度過小，湮沒的速度放慢，暗物質(zhì)粒子遺留下來成為宇宙中的古跡。
　　暗物質(zhì)粒子在空間有可能湮滅，產(chǎn)生普通的物質(zhì)，如正負電子對、夸克反夸克、高能x射線、gamma射線、高能中微子等，根據(jù)這些原理，科學(xué)家為探測暗物質(zhì)嘗試了各種方法。他們通過衛(wèi)星捕捉高能正電子，通過氣球檢測高能電子，在南極冰蓋上深埋探測柱以探測高能中微子，間接地尋找暗物質(zhì)。
　　季向東介紹，暗物質(zhì)也可以直接探測。打個比方說，暗物質(zhì)形成一個巨大的海洋，把銀河系包圍在其中，地球（探測器）就像海洋中行駛的小船。流動的暗物質(zhì)粒子會有極小的概率碰撞到探測器的原子核上，引起它的彈跳，對暗物質(zhì)的直接探測就是測量這種彈跳。
　　為了排除一般生活環(huán)境中的干擾，科學(xué)家們把實驗室建在地下，為尋找暗物質(zhì)營造良好的實驗條件。美國、意大利、日本、韓國等都建立了地下實驗室。目前，上海交大物理系和清華大學(xué)在四川錦屏山建造埋深達2400米的實驗室，等效水深6000米，有望在2010年建成，通過液氙探測器尋找暗物質(zhì)，在物理學(xué)的前沿領(lǐng)域加入國際競爭。
　　季向東教授同時擔(dān)任上海交通大學(xué)粒子物理宇宙學(xué)研究所所長，帶領(lǐng)科研團隊在尋找暗物質(zhì)的領(lǐng)域努力探索。他樂觀地預(yù)言，以后的幾年里，在粒子物理宇宙學(xué)的領(lǐng)域極有可能有重大的發(fā)現(xiàn)。暗物質(zhì)是什么？電子的質(zhì)量從哪里來？這兩個可能相互關(guān)聯(lián)的問題有望得到答案。季向東希望中國人在這些研究中能作出重要貢獻。（董少校）