11月24日，上海交通大學特聘教授、粒子與核物理研究所副所長周寧現身上海科普大講壇，帶來主題為《暗物質探測——深地實驗室的宇宙觀測者》的講座。
“日月安屬？列星安陳？”周寧以屈原的千年叩問開場，引出了主題“暗物質探測”。
“‘暗物質’被李政道先生喻為‘籠罩20世紀末和21世紀初的最大烏云’。”周寧表示，暗物質的“暗”表達了人類對它的認知邊界。暗物質不參與電磁相互作用、不發光、不與光發生作用，所有的望遠鏡都無法直接觀測它。此外，它與普通物質的相互作用極其微弱，每秒約有108個暗物質粒子穿過人體，但人體內約1029個原子核中，每年與暗物質發生碰撞的幾率卻不到1次。暗物質的粒子不屬于粒子物理的“標準模型”，也不在目前所知構成世界的基本粒子清單里。
為了捕捉這種幾乎“隱身”的粒子，周寧團隊在四川錦屏山2400米深的地下實驗室開始了由中國主導的PandaX液氙暗物質直接探測實驗。
周寧解釋：“在地表探測暗物質會面臨‘反應弱’和‘噪聲高’兩大挑戰，前者如同大海撈針，后者則如同在一片喧囂中竊竊私語。深入地下，厚實的巖層成為了天然屏障，幾乎屏蔽了宇宙射線的干擾。”
從2009年至今，PandaX探測器經歷了數次升級。其中，第四代PandaX-4T是國際上首個4噸級液氙探測器，其中的液氙是暗物質最可能“撞到”的普通物質，一旦碰撞發出微弱的相互作用信號，就意味著可能捕捉到了暗物質的蹤跡。
“裝備”升級也推動了新的科學發現。周寧介紹，PandaX合作組基于PandaX-4T液氙探測器，對暗物質可能具有的亮度進行了測量，在國際上得到了對暗物質電荷半徑性質的首個實驗上限，比質子還要小10萬倍，這也表明暗物質遠比預期的要“暗”得多。同時，PandaX在2024年首次測量到太陽中微子和原子核相干彈性散射過程，這標志著實驗達到里程碑級的探測靈敏度。
“在我們走向未來的時候，我認為有一個品質至少我們應該把它保留下來。這個品質就是人類對于未知世界的探索愿望、好奇心，對于廣闊宇宙開拓的進取精神。”講座最后，周寧以劉慈欣的這句話寄語現場同學們。
本次活動由上海科技館、上海市長寧區教育局和上海科普教育發展基金會共同主辦，上海市長寧區少年科技指導站、上海市延安實驗初級中學共同承辦。
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