封面新聞專訪暗物質「獵手」肖夢蛟:科學發展需要科幻天馬行空的想像
19日下午,四川省圖書館第一學術報告廳內座無虛席,從老者到一臉稚氣的小學生,都在聚精會神地聆聽成都國際科幻電影周的科普科幻公開課之「尋找宇宙幽靈」。這個幽靈,就是鼎鼎大名的暗物質。而主講人肖夢蛟博士,現為美國馬里蘭大學博士後,主要研究方向為暗物質和中微子探測,為PandaX(「熊貓計劃」)和JUNO(江門中微子實驗)合作組成員。
普通人對暗物質的直觀認識多來自科幻作品。電影《變形金剛》中,機器人「禁閉」所駕駛的飛船就是由它驅動進行星際航行的。剛斬獲世界科幻文壇最高獎的小說《三體》里,它是太陽系遭受高級外星文明攻擊後的隱形殘骸。這些科幻創作的科學依據,就來自人類久尋不得的「暗物質」(Dark Matter)。
它是一種因存在現有理論無法解釋的現象而假想出的物質,比電子和光子還小,不帶電荷,不與電子發生干擾,能夠穿越電磁波和引力場,是宇宙的重要組成部分。暗物質密度非常小,但數量龐大,代表了宇宙中約26%的物質含量。
上世紀,天文學家率先發現了暗物質的存在,但直到現在,人類還沒能真正捕獲它。它的本性之謎,被普遍認為是21世紀物理和天文學中最具挑戰性的問題之一。
肖夢蛟曾長期駐紮在四川涼山州錦屏地下實驗室並擔任現場負責人,主要負責PandaX 一期實驗的探測器設計、安裝、聯合調試、數據採集和最終的物理分析,為PandaX第一個數據結果論文的第一作者及PandaX 一期全曝光量數據結果的第一通訊作者。
PandaX是「粒子和天體物理氙探測器」的英文簡寫,是中國開展的首個百公斤級大型暗物質實驗。該實驗由上海交大牽頭,包括中美兩國40多位研究人員,利用在空氣中提純的惰性元素氙作為探測媒介來尋找暗物質。承擔這個任務的就是錦屏地下實驗室,它是目前全世界最先進的嘗試直接捕獲暗物質的實驗設備。
對話肖夢蛟
暗物質隨時有可能發現
封面:您本身是科幻迷么?肖夢蛟:算不上,我看過劉慈欣的《三體》,科幻電影看得比較少,一年都很難進一次電影院。
封面新聞:您是怎麼走上物理研究之路,並從事暗物質研究的?
肖夢蛟:我從小物理就比較好,高考物理是滿分。不過一開始我大學的專業是行政管理(笑),讀了一年感覺不適合,就轉到了物理系。
封面新聞:目前pandax計劃已進行了7年,尚未捕獲暗物質,您估計什麼時候會有突破性進展?
肖夢蛟:說實話,我個人覺得隨時都有可能。後續我們還會有終極的實驗計劃,一步一步走吧。
封面新聞:如果暗物質被捕獲,它對人類社會發展會起到什麼作用?
肖夢蛟:哈哈,我們其實一般不會回答這個問題。我只能說,在發現電子之後,針對電子的具體應用在過了100多年後的今天都還在進步,而暗物質到底能有什麼具體應用,我還真的說不上來。不過目前知道暗物質存在弱相互作用力,或許未來在通信行業會有一些應用。
封面新聞:之前凡爾納一些科幻小說中的幻想最終都成了現實,您覺得科幻對科學發展意味著什麼?
肖夢蛟:我覺得十分有意義。有句名言,「大膽假設,小心求證」。我們現在做的就是小心求證的事,而科幻則是大膽假設,科學的發展需要科幻天馬行空的想像。
封面新聞:美劇《生活大爆炸中》,主角謝爾頓和雷納德一個是理論物理學家,一個是實驗物理學家,您作為實驗物理學家,覺得這兩者應是什麼樣的關係?
肖夢蛟:互相支持,互相促進。理論物理學家通過研究,提出新的設想和理論,而我們則通過實驗去驗證這些理論和設想,實驗結果和理論相符,就證明了理論的正確,不相符,就提醒他們理論可能需要修改。 封面新聞記者熊浩然
責編:海聞
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