“暗物質和暗能量，被喻為現代物理學的兩朵烏云。”中科院理論物理所所長吳岳良院士3月19日在國家973項目“暗物質暗能量的理論研究和實驗預研”啟動會上表示，從現在開始的10至20年將是我國暗物質探測最重要和關鍵的時期。
近年來的觀測表明，通常能觀測到的恒星等發光物質僅占宇宙的0.4%；星系際氣體、中微子和超重黑洞這些不可見的普通物質占3.7%；而宇宙中23%是不發光的暗物質，73%是具有負壓強的暗能量。
“主要暗物質粒子不可能是普通物質粒子。”中科院紫金山天文臺研究員陸埮院士這么形容暗物質，不發光，卻有引力，其粒子壽命長、主要是冷的(質量大)、作用弱。
“揭開暗物質、暗能量之謎，將是人類認識宇宙的又一次重大飛躍，可能導致一場新的物理學革命。為不錯過暗物質探測的關鍵期，需投資建設幾項關鍵性的探測暗物質、暗能量的重大實驗裝置，包括地下和太空的粒子探測器和在南極建立大口徑天文望遠鏡，以取得第一手實驗數據，在國際競爭中處于主導地位。”吳岳良說，暗物質研究的發展趨勢必將從天文觀測轉向對暗物質粒子性質的實驗探測，而我國已具備開展這方面理論研究和實驗探測的基礎，以及天時、地利、人和的條件。
973項目子課題“暗物質理論與新物理唯象”負責人、中科院理論物理研究所研究員周宇峰說，目前，暗物質實驗探測手段包括地下直接探測、衛星空間、高空氣球、地面和對撞機探測。目前，地下直接探測實驗顯示有輕的暗物質可能跡象，但有待確認。
清華大學副校長程建平說，清華大學等和二灘公司合作，在四川錦屏建設完成了目前世界上最深的地下實驗室，將在今年開展自主暗物質探測實驗研究。
“南極冰穹A有可能是世界上條件最好的地面觀測站址之一，用于探測暗能量暗物質，具備得天獨厚的一些條件，如最佳大氣透明度、最低的溫度、最小的風速、最低降水量，適于紅外觀測，還有最長的連續觀測時間，地質穩定，便于自適應光學修正。”吳岳良說，這為我國天文學家建立南極冰穹A天文觀測站，開展地面觀測暗能量和暗物質提供了條件。
“此外，我國現有的衛星平臺能滿足暗物質空間探測要求。1.2噸的衛星平臺也是現成的。上海微小衛星工程中心提出了暗物質粒子探測器與衛星平臺一體化設計和面向載荷需求的高可靠衛星系統設計。所給出初步的軌道設計和衛星構形、姿態控制、電源、星務管理、高速數傳、測控等方案，完全能夠滿足科學探測任務的需要。”吳岳良說。
據悉，973項目“暗物質暗能量的理論研究和實驗預研”共設5個子課題，暗物質的理論研究及相關新物理唯象、暗物質的空間探測實驗研究、暗物質的地下探測前沿技術預研、暗物質噸級液氙探測器的預研、暗能量的理論研究和地面探測方案研究。最終將建立超越粒子物理標準模型包含暗物質的更基本理論，給實驗測量提供理論依據，并接受實驗的檢驗。(李禾)
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