11月24日，上海科普大讲坛第233期活动在上海市延安实验初级中学举行。本次活动特邀上海交通大学特聘教授、博士生导师、上海交通大学粒子与核物理研究所副所长周宁开展题为《暗物质探测——深地实验室的宇宙观测者》科普讲座。

“日月安属？列星安陈？”——周宁教授以诗人屈原的千年叩问开场，引出了本期讲座的主题“暗物质探测”。从我国青海的冷湖天文台到太空中巡游的詹姆斯·韦布空间望远镜，“天地巨眼”使我们得以观测星系的运行；而研究微观粒子间的相互作用则让我们理解宇宙真正的运行法则。然而，观测或实验的结果也会与现有理论之间产生矛盾，同时带来物理学革命性的突破。“黑体辐射”与“光速不变”——这两朵经典物理学空中的乌云最终催生了量子力学与相对论。

而今天，我们正站在相似的历史节点——星系旋转曲线异常所揭示的“暗物质”和宇宙加速膨胀所指向的“暗能量”共同构成了当代物理学面临的最大挑战。

周宁教授提到：“‘暗物质’被李政道先生喻为‘笼罩20世纪末和21世纪初的最大乌云’。”暗物质的“暗”表达了人类对它的认知边界。它不参与电磁相互作用，不发光，不与光发生作用，所有的望远镜都无法直接观测它；它与普通物质的相互作用极其微弱，每秒约有108个暗物质粒子穿过人体，但人体内约1029 个原子核中，每年与暗物质发生碰撞的几率却不到1次；它的粒子不属于粒子物理的“标准模型”，也不在目前所知构成世界的基本粒子清单里。

讲座最后，周宁教授将科幻作家刘慈欣的一句话送给同学们：“在我们走向未来的时候，我认为有一个品质至少我们应该把它保留下来。这个品质就是人类对于未知世界的探索愿望、好奇心，对于广阔宇宙开拓的进取精神”。

头图来源：图虫