記者 ｜ 戴晶晶
“暗物質(zhì)的量被低估了，宇宙將停止膨脹，然后在自身的引力下坍縮，最后成為一個(gè)奇點(diǎn)并再次大爆炸，把一切歸零。”
在劉慈欣著名科幻小說《三體》的終章，人類科學(xué)家關(guān)一帆給出了宇宙最終的結(jié)局，是坍縮成一個(gè)奇點(diǎn)。
大坍縮論也是現(xiàn)實(shí)科學(xué)界針對宇宙終極命運(yùn)的假說之一，其他著名的假說還包括熱寂論、宇宙循環(huán)論和大撕裂論等。
上述假說均離不開暗物質(zhì)這一概念。
暗物質(zhì)是科學(xué)家在理論上提出的存在于宇宙中的一種不可見物質(zhì)，被比作“籠罩在21世紀(jì)物理學(xué)天空中的烏云”，用于解釋恒星圍繞星系中心公轉(zhuǎn)速度過快的情況。
根據(jù)宇宙組成理論模型和宇宙學(xué)觀測，目前人類可見的普通物質(zhì)僅占宇宙總質(zhì)量的約5%，宇宙中不可見的暗物質(zhì)約占27%，其余68%為暗能量。
暗物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)對人類理解宇宙演化與發(fā)展科技至關(guān)重要。但距離提出暗物質(zhì)的存在已過去百年，人類仍未找到暗物質(zhì)的直接觀測證據(jù)。
中國已踏入國際暗物質(zhì)探測競賽的前沿，并在尋找暗物質(zhì)這一“幽靈”的探測器的關(guān)鍵材料上取得重要突破。
1月19日，中核集團(tuán)發(fā)布消息稱，2022年，由中核集團(tuán)中國原子能工業(yè)有限公司研發(fā)生產(chǎn)鍺同位素材料實(shí)現(xiàn)自主化、批量化供應(yīng)，并順利交付清華大學(xué)。
由清華大學(xué)牽頭的中國暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)（CDEX）是中國首個(gè)完全自主的暗物質(zhì)探測實(shí)驗(yàn)，通過高純鍺探測器開展10千兆電子伏特以下的輕暗物質(zhì)粒子的直接探測研究。
該實(shí)驗(yàn)在世界最深的四川錦屏山地下實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。該實(shí)驗(yàn)室在垂直巖石覆蓋厚度2400米的地下，能夠提供低宇宙線強(qiáng)度、低輻射本底的特殊環(huán)境。
一旦暗物質(zhì)粒子擊中鍺原子核，探測器將記錄反沖鍺原子核的能量，使科研人員能夠通過能譜尋找暗物質(zhì)并進(jìn)行研究。
過去，制造高豐度、高純度鍺探測器所需的富集鍺同位素長期依賴于進(jìn)口，受制于海外的供應(yīng)商。
實(shí)現(xiàn)鍺同位素材料實(shí)現(xiàn)自主化、批量化供應(yīng)，代表著中國打破了該材料的國外壟斷。
中核集團(tuán)表示，這徹底解決了深地科研項(xiàng)目關(guān)鍵材料需求，并為后續(xù)進(jìn)一步拓展深地實(shí)驗(yàn)研究規(guī)模和深度奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
鍺是一種亞金屬元素，具備多方面特殊性質(zhì)。其各類同位素可以分別用于電子半導(dǎo)體、航空航天測控、核物理探測、高分辨紅外透視等不同領(lǐng)域。
目前，中核集團(tuán)已成為全球最大規(guī)模、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)最高的鍺同位素材料生產(chǎn)供應(yīng)商。
國際上暗物質(zhì)探測研究主要分為直接探測、間接探測和加速器產(chǎn)生三種方法。其中，直接探測是最為準(zhǔn)確的暗物質(zhì)探測手段，主要通過高純鍺實(shí)驗(yàn)和液氙實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。
直接探測實(shí)驗(yàn)，也是在目前尋找暗物質(zhì)粒子的各類實(shí)驗(yàn)手法中采用得最多的一種探測方式。美國進(jìn)行的CDMS實(shí)驗(yàn)、意大利的DAMA實(shí)驗(yàn)等，都采用的是直接探測方式。
在四川錦屏山地下實(shí)驗(yàn)室，由上海交通大學(xué)牽頭的PandaX液氙實(shí)驗(yàn)組，也在利用氣液兩相氙探測器開展10千兆電子伏特以上的重暗物質(zhì)粒子的直接探測研究。
除了“下地”，2015年12月17日，中國首顆暗物質(zhì)探測衛(wèi)星“悟空”成功發(fā)射，正通過空間觀測高能宇宙線和伽馬射線來間接研究暗物質(zhì)粒子的性質(zhì)。
據(jù)《中國青年報(bào)》報(bào)道，劉慈欣曾現(xiàn)場參觀了“悟空”的發(fā)射。
“暗物質(zhì)是否存在，人類都不知道，那是一條很漫長很艱險(xiǎn)的道路。”劉慈欣說，認(rèn)識(shí)暗物質(zhì)，是認(rèn)識(shí)宇宙的關(guān)鍵要素，也是對人本身認(rèn)識(shí)的革命性起點(diǎn)與誘因。