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      科學家的選擇

      時間:2024年03月18日    熱線:0311-85290821   來源:中國新聞周刊

        《中國新聞周刊》記者:霍思伊

        發于2024.3.18總第1132期《中國新聞周刊》雜志

        暗物質到底是什么?它真的存在嗎?

        在2400米厚的巖層下,科學家正在研究這個問題。去中國錦屏地下實驗室探訪前,我閱讀了大量文獻,也研究了不同實驗方法,從直接探測、間接探測,再到利用大型強子對撞機親自“制造”暗物質,試圖在腦海中構建一個人類探索暗物質的完整坐標系,再在其中找到錦屏的錨點。但很快發現,真正吸引我的,并非不同研究路線和進展,而是它們共同的“失敗”。

        100多年了,人類還沒找到暗物質。21世紀初,美國物理學家聚到一起,討論100年里物理學的頭號難題,排名第一的就是暗物質,直到現在,它仍是物理學天空中最令人迷惑的一朵烏云。根據理論預測,暗物質可能分布的能區非常廣,不同技術路線就像在千里防線上的不同位置發起進攻,但其實,所有這些進攻點加起來,也只占暗物質能區中的很小一部分。因此,雖然國際上暗物質領域的競爭非常激烈,不同團隊之間你追我趕,但如果尋找暗物質是一場長跑,人類距離終點可能還有非常遠的距離。

        當一場漫長的追尋始終沒有結果,且需要投入越來越多的巨額資金,科學家該怎么選擇?是更進一步,還是調轉船頭?

        從20世紀七八十年代就流行起來的暗物質主流候選者WIMP粒子(弱相互作用大質量粒子)近年頻遭質疑,繼WIMP之后,軸子成了新的寵兒,這是一種比WIMP輕得多的粒子。而這兩個理論背后,幾百個暗物質理論已經如過眼云煙,科學也像時尚一樣,總會有新的潮流。但上海交通大學Panda X實驗組發言人劉江來對我說,堅持經典雖然“相對保守”,還是要在這個方向繼續走下去。因為WIMP模型背后是超對稱的美,它非常簡潔、優雅,如果說整個物理學是一個大的拼圖,當一種理論能同時拼上拼圖中的好幾塊,這不應該是造物主的一個巧合。

        還有人給暗物質研究潑冷水,大多數理論都假設暗物質和普通物質之間存在弱相互作用,但如果這種假設根本就是錯的呢?劉江來說,作為一個科學家,我們就生活在當下這個時代,也只能做好這個時代的事。

        在我看來,科學史上,面臨同樣困難的案例有很多,但在暗物質故事中,有物理學最本質的美,不僅是世界結構的抽象之美,還有科學家作出選擇的過程本身所迸發的美?茖W沒有無用功,有結果和沒結果,在科學上其實都是有意義的結果。

        《中國新聞周刊》2024年第10期

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      編輯:【郝燁】
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