中国科学家提出暗物质暗能量研究路线图

锦屏实验室阿里天文台将成我国两大研究“利器”

来源：中国科学报 2015-6-24 甘晓

　　暗物质和暗能量被认为是21世纪现代物质科学中的两朵“乌云”，全世界物理学家和天文学家都致力于揭开暗物质、暗能量的本质之谜。近日，中国科学家提出，未来五到十年，将进一步打造锦屏极深地下实验室和西藏阿里天文台，使之成为中国暗物质、暗能量研究的两大“利器”。

　　在日前召开的香山科学会议第S27次学术讨论会上，作为执行主席之一的上海交通大学粒子与核物理研究所所长季向东教授指出，未来“十三五”“十四五”期间，应发挥锦屏地下实验室的优势，迅速开展先进探测技术的研发，在五到十年内完成一系列互相关联的探测项目，使中国的暗物质探测尽快达到中微子本底极限的灵敏度，有机会率先发现暗物质。对此，与会业内专家表示支持。

　　在国际同行眼里，过去几年，中国暗物质在直接和间接探测方面的研究开始赶上世界步伐。2014年，中国暗物质实验组（CDEX）利用点电极高纯锗得到了目前该探测器在国际上最灵敏的实验结果，进一步缩小了暗物质可能存在的区域。“粒子和天体物理氙探测器”（PandaX）实验组也于同年公布了一期实验获得的首批数据，对以往国际上所有发现的疑似轻质量暗物质信号提出了质疑。

　　在季向东看来，这些成果的取得，正源于锦屏深地实验室为中国暗物质研究提供的重要机遇。

　　据记者了解，目前，锦屏地下实验室正在进行二期扩建，扩建后13万立方米的实验空间有望推动暗物质地下直接探测。科学家将在前五年开展20吨的液氙暗物质探测实验预研项目以及200公斤高纯锗半导体探测项目，与欧美同类项目开展竞争。

　　此次香山科学会议上，科学家同时指出，对于暗能量的研究，应加大对西藏阿里天文台的投入力度，利用其地理及气象条件优势，率先开展北半球地面宇宙微波背景辐射观测，对宇宙原初引力波及暗能量性质进行研究，检验宇宙暴涨模型。

　　与会科学家认为，应在西藏阿里建设毫米/亚毫米波望远镜。“第一步计划建设一台小口径高灵敏度望远镜观测大尺度宇宙微波背景辐射的B模式计划，实现北天区首次对原初引力波的精确探测。”季向东表示，“稍后开展6米级大口径望远镜观测，提高对暗能量状态方程的测量精度。”

　　据悉，中科院国家天文台阿里观测站位于西藏阿里狮泉河镇以南海拔5100米的山脊，海拔高、云量少、水汽低、透明度高。其选址工作在国家天文台相关研究人员的带领下，持续长达十年，已成为天文台选址工作的典范。建成后，其地理上的中纬度范围、对天区的广阔覆盖，有望填补北半球观测宇宙微波背景辐射的空白。

　　此外，自2011年以来，中科院正在建造暗物质粒子探测卫星，主要通过在太空中探测伽马射线、正电子宇宙射线寻找暗物质湮灭或衰变产物。该卫星将于今年底发射。

　　与会专家还提出，我国暗物质、暗能量领域的研究还应宏观部署南极冰穹A的KDUST项目、空间站光学望远镜巡天项目、天籁计划等射电天文项目，尽早达到世界领先水平，实现科学技术的跨越发展。