印度加入暗物質搜尋大軍

這條隧道通往印度新的暗物質實驗室。圖片來源：薩哈核物理研究所, Kolkata

本報訊 自從印度在25年前關閉了一個開創性的地下實驗室以來，新德里的物理學家們便缺少了一個隱秘的地下洞穴，在那裡，他們可以避開來自宇宙的射線，在那裡，他們可以搜尋來自宇宙的神秘粒子。

如今，科學家的漫長等待終於有了結果——9月2日，印度在距離地表550米深處的一個運營的鈾礦井中為賈杜古達地下科學實驗室舉行了成立儀式。

賈杜古達地下科學實驗室的主要目標將是加入全球尋找暗物質的競賽，後者是一種神秘的物質，正是它的引力把所有星系聚集在一起。

美國伊利諾伊州巴達維亞市費米國家加速器實驗室主任Nigel Lockyer表示：「這對印度來說是一段美好的時光，它讓最好和最聰明的人都用來破解這個宇宙中的神秘事件。」

在其他地方，對暗物質的探索促使物理學家建造更深的實驗室——加拿大距離地表2.1千米的薩德伯里中微子實驗室是目前最深的實驗室。在這裡，科學家通過更複雜的措施保護探測器免受其他粒子的影響。

印度物理學家曾希望與雄心勃勃的外國實驗室競爭。15年來，他們一直在努力創辦該國自己的中微子實驗室——這是一座耗資2.3億美元的實驗室，將位於印度南部的一座山下。這個項目一直處於懸而未決的狀態，並兩次未能獲得環境許可；其支持者現在正在尋找一處新的地址。核工程師、孟買原子能委員會主席Sekhar Basu說，他們認為賈杜古達地下科學實驗室是「讓年輕的實驗科學家從事尖端研究的生命線」。

在3.2萬美元的投資中，加爾各答的薩哈核物理研究所翻新了一個37平方米的洞穴，該洞穴位於加爾各答以西260公里處，之前用於儲存賈杜古達鈾礦開採複合物。

鈾的背景輻射應該是最小的，因為富含金屬的礦石至少位於距離洞穴300米遠的地方；一個更豐富的背景輻射來源可能是通過岩石滲出的氡氣。新的工作即將展開，以充分描述背景輻射並記錄宇宙粒子。

在初步測量完成後，物理學家計劃安裝一種低溫碘化銫探測器來尋找暗物質。儘管取得像加拿大薩德伯里中微子實驗室那樣的成績的可能性很小，但新的實驗室對於印度物理學的重要性是巨大的，薩哈核物理研究所中微子物理學家Naba Mondal說：「賈杜古達就是一個救世主。」

暗物質和暗能量是現代天文學和物理學最重要的謎團之一，它們是為了解決宇宙學觀測與理論上的矛盾而被提出來的。1937年，天文學家發現，大型星系團中的星系具有極高的運動速度，然而星系的運行速度遠遠超出萬有引力公式計算出的結果，這表明除了人類已知的星系團核心物質對該星系的引力外，還存在其他引力。天文學家進一步推斷，在人類已知的宇宙物質之外，還有一種物質存在。

此後70多年的研究、分析均表明，這一至今未被人們觀測到的物質即「暗物質」在宇宙中存在，而且其在宇宙中所佔的份額遠遠超過目前人類可以看到的物質。宇宙中最重要的成分是暗物質和暗能量，暗物質占宇宙的25%，暗能量佔70%，人們通常所觀測到的普通物質只佔宇宙質量5%。目前，只能通過其與物質的相互作用來間接「觀察」暗物質。（趙熙熙）