中国取得暗物质研究新成果
暗物质与暗能量研究新进展_蔡荣根
暗物质与暗能量研究新进展◇蔡荣根 周宇峰中国科学院理论物理研究所,北京100190收稿日期:2010-5-5 修回日期:2010-5-12本文作者:蔡荣根,研究员,c a i r g @i t p .a c .c n ;周宇峰,副研究员,y f z h o u@i t p .a c .c n 。
研究资助:国家973计划项目(2010C B 833000)。
摘 要 本文简要回顾了暗物质和暗能量研究的历史。
重点综述了暗物质实验探测的最新进展和理论研究动态,对各种可能的暗能量模型进行了比较介绍。
最后对我国暗物质和暗能量方面的研究进行了介绍和展望。
关键词:暗物质 暗能量中图分类号:O 41 文献标识码:A文章编号:1009-2412(2010)03-0003-07D O I :10.3969/j .i s s n .1009-2412.2010.03.001一、引 言 20世纪的几个重大发现彻底改变了人们对于宇宙的认识。
20年代末,哈勃发现我们的宇宙不是静态的,而是在膨胀。
这一发现开启了现代宇宙学的研究;90年代末,美国的两个超新星(S N e )研究小组根据他们的观测数据发现我们的宇宙正处于加速膨胀之中。
宇宙的加速膨胀表明宇宙中存在着暗能量;而早在30年代Z w i c k y 通过对星系团中星系的速度弥散度的研究,推断出宇宙中存在着大量的暗物质。
目前的天文观测表明,宇宙中可见的重子物质仅占宇宙总能量组成的4%左右,看不见的暗物质占23%,而宇宙中占能量组成73%的成份是以看不见的暗能量形式存在的。
暗物质是什么?暗能量的本质是什么?这些是当前宇宙学家和理论物理学家面临的重大问题。
诺贝尔奖获得者李政道先生认为理解暗物质和暗能量是21世纪科学的大挑战。
目前世界上的科技强国都在集中大量的人力、物力和财力研究暗物质和暗能量。
例如,美国国家图1 天文观测对宇宙中暗物质和暗能量的限制[1]研究委员会在2002年由19名权威物理学家和天文学家联合执笔的报告中列出了新世纪要解答的11个科学问题,其中“什么是暗物质”和“暗能量的性质是什么”被分别列在第一和第二位。
中国近年来科技创新的成就
中国近年来科技创新的成就
一、中国近年来科技创新的成就
近年来，中国科技创新的成就给人们留下了深刻的印象，从物质生活水平的提升到社会文明发展的进步，中国科技创新推动了时代的发展。
1.重大科技成就
近年来，中国首次完成了从设计到全盘实施、上位机系统到地面设施综合的空中运输系统的研发，即“神舟九号飞船”的成功发射，让中国空间技术达到世界领先水平。
2.消费电子领域的突破
近年来，中国在消费电子领域的突破也受到了普遍关注，以苹果、华为为代表的中国手机制造商迅速崛起，智能手机和智能穿戴设备被广泛使用，家用电器越来越智能，中国消费电子领域的创新成果引领着世界潮流。
3.探测科学技术的发展
近年来，中国在探测科学技术方面取得了长足的进步，“长征四号”运载火箭顺利完成了“玉兔二号”探测任务，发射升空的“暗物质探测卫星”成功投入运行，它将为中国探测宇宙深处的暗物质和暗能量提供重要数据。
4.医学领域的创新
近年来，中国在医学领域的创新成果也让人瞩目，如内蒙古研制出的“神奇药水”，它可以7小时内完全恢复病人体力；和平昌
冬奥会期间，中国临床研究者开发了一种新型的抗病毒药物，可以有效治疗肺炎，挽救了许多患者的生命。
总而言之，近年来中国科技创新取得的成就令人叹服，中国在人类发展史上扮演着重要的角色，将继续为世界发展作出重要贡献。
中国发现暗物质存在的证据
中国发现暗物质存在的证据
一、暗物质存在的背景
暗物质是一种存在于宇宙中的物质，没有电磁相互作用，不发光，也不与普通物质通过电磁相互作用交互。
它的存在可以解释宇宙引力运动的规律，但目前暗物质本身的性质并没有完全了解。
二、中国科学家的研究
1. 观测天体运动速度
中国天文学家通过观测银河系中的星系运动速度，发现宇宙加速膨胀的现象。
在排除所有物质和能量后，依然无法解释天体运动速度。
因此，研究团队提出暗物质存在的论点。
2. 洛阳暗物质实验
中国科学家设计了洛阳暗物质实验，将超低温冷却器放到地下，用超敏感探测器监测暗物质的撞击，进一步证明暗物质的存在。
这项实验已经九次成功发现了暗物质信号，并对暗物质的性质有初步了解。
3. 钟表设备的利用
中国科学家还将超精度钟表设备应用到寻找暗物质的研究中，通过精密比较实验测量重力加速度差异，研究提供了有利的检测手段。
三、未来的研究趋势
尽管已经找到了暗物质的存在证据，但科学家们仍然需要进一步的研
究来了解它的性质和特征。
未来的研究将集中于以下几个方向：
1. 使用更加精密的测量设备。
2. 通过加速器等实验室的手段进一步研究。
3. 利用地下设备等地点进行更为准确的受试。
四、结论
作为一项具有里程碑意义的研究，中国的暗物质研究为世界科学研究提供了重要的信息。
随着科技的进步，相信暗物质的性质将不断地被揭示。
暗物质的发现，将对人们对宇宙的认识带来根本性的挑战。
春华秋实科技结硕果砥砺前行创新扬风帆——写在中华人民共和国成
卷首语2019年09月号春华秋实科技结硕果砥砺前行创新扬风帆—— 写在中华人民共和国成立70周年之际FOREWORD本刊编辑部2019年是新中国成立70周年。
70年来，在五代党的领导人带领下，新发展理念搭建起通向未来的阶梯，全面深化改革全面发力、多点突破，综合国力不断增强，人民幸福指数持续提升。
科技创新更是蓬勃发展，如火如荼，蒸蒸日上：3000米，这是国产大飞机C919首飞的最大飞行高度；6000米，国内首架大型双发长航时无人机成功首飞；数百公里的太空轨道，神舟飞天、北斗组网，中国卫星自由徜徉；38万公里之外的月球，嫦娥四号首探月背，五星红旗格外鲜亮……中华民族从站起来、富起来到强起来，无数梦想拔节生长，美好希望竞相绽放。
新中国的科技事业几乎从零起步。
1956年，中央发出“向科学进军”的伟大号召，在“重点发展，迎头赶上”方针指引下，国家初步建立了由政府主导和布局的科技体系，打破封锁，发奋图强，为中国科技事业发展奠定了坚实的基础，注入了自强的灵魂。
一大批海外学子，包括以钱学森、华罗庚、朱光亚等为代表的海外专家学者，破除一切艰难险阻，怀抱对祖国的浓浓感情，纷纷归国效力，为新中国科技事业发展做出了突出贡献。
到1957年，归国的海外学者已经达到3000多人。
这一时期在举国体制下，迅速涌现出了一批追赶世界水平的重大科技成果：1958年，中国第一台电子管计算机试制成功，半导体三极管、二极管相继研制成功；1959年，李四光等人提出“陆相生油”理论；1960年，王淦昌等人发现反西格玛负超子；1964年，第一颗原子弹装置爆炸成功，第一枚自行设计制造的运载火箭发射成功；1965年，在世界上首次人工合成牛胰岛素；1967年，第一颗氢弹空爆成功；1970年，“东方红一号”人造地球卫星发射成功……这一系列科技成就为新中国科技发展奠定了重要基础。
改革开放后，为尽快改变科学技术落后状况，中央对科技发展进行全面系统规划。
1978年，国家制定了《1978-1985年全国科学技术发展规划纲要》，确定了8个发展领域和108个重点研究项目，总第363期为新时期国民经济和科学技术的基本方针政策奠定了理论基础。
《速度与激情中国科技的世界印象》的阅读题阅读附答案
《速度与激情中国科技的世界印象》的阅读题阅读附答案 速度与激情——中国科技的世界印象2016，中国给世界留下深刻印象的不只是稳中有进的经济发展成就。
在海外科研人员看来，这里的科学家正用“速度与激情”，书写着另一个中国奇迹。
成果：忽如一夜春风来神舟十一号航天员太空停留33天、“墨子号”量子卫星发射、“中国天眼”落成启用、暗物质卫星“悟空”成功运行一周年……去年一系列井喷的科学成果，不仅让国人“自嗨”，也获得美国、澳大利亚、加拿大、日本、法国等国家的科研人员纷纷点赞。
“‘悟空’是中国的首颗空间高能粒子探测卫星，也是中国的首颗空间科学卫星。
我很高兴看到它运行状况优异，且数据分析取得重要进展。
”意大利佩鲁贾大学博士乔万尼?安布罗西说。
“中国能够启动量子卫星，可能出乎一些西方观察家的意料。
这是一个非常有趣的研究领域。
”澳大利亚新南威尔士大学航天工程研究中心主任安德鲁?登普斯特表示。
中国对科研重器的投入力度，让海外同行们羡慕不已。
在他们的眼中，中国所取得的成就非常“酷炫”，定会推动全人类科技进步。
速度：轻舟已过万重山让海外科研人员点赞的，是中国科研进展的惊人速度。
用法国大学教授达尼埃尔?科昂的话来说，这个成长速度“如同火箭升天”。
安德鲁?登普斯特的专长是卫星导航领域。
在他看来，中国北斗系统的发展堪称奇迹。
“美国的GPS和俄罗斯的GLONASS是仅有的两套全球卫星导航系统，但北斗系统却在短时间里崛起，它也已准备好在全球范围投入使用。
”乔万尼?安布罗西对中国科研的决策力和执行力印象深刻。
他表示，无论是“中国天眼”还是“悟空”，很多国家都不可能在短短五六年间完成从创意到立项再到落成的过程，但中国却一次次用事实证明了他们具备这样的速度。
“中国加快了通过科技征服未来的脚。
中国首个极深地下实验室投用 主研究暗物质
中国首个极深地下实验室投用主研究暗物质(图)07年，中国影星刘烨曾出演美国影片《暗物质》，许多科学“粉丝”对宇宙中神秘的暗物质开始着迷。
“看不见摸不着”的暗物质究竟是什么，成为21世纪最大的科学谜团。
为了揭开暗物质神秘的面纱，全世界的科学家各显神通致力于“捕捉”暗物质，想将它“看”个明白……此为世界最深，科学家将守在里面“捉拿”暗物质在宇宙学中，暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。
人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。
暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。
现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明：我们目前所认知的部分大概只占宇宙的4％，暗物质占了宇宙的23%，还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。
昨日，我国首个极深地下实验室“中国锦屏地下实验室”在四川雅砻江锦屏水电站正式投入使用，这个世界岩石覆盖最深的实验室的启用，标志着中国已经拥有了世界一流的洁净的低辐射研究平台，能够自主开展像暗物质探测这样的国际最前沿的基础研究课题。
目前，清华大学实验组的暗物质探测器已经率先进入实验室，并启动探测工作，而明年上海交通大学等研究团队也将进入这里开展暗物质的探测研究。
地下实验室在隧道里清华大学副校长、中国锦屏地下实验室主任程建平说，实验室是清华大学和二滩水电开发有限责任公司合作建成的。
在建设二滩水电站的过程中，四川锦屏山底曾修建了18公里可以通行汽车的隧道，上面是2400多米厚的山体岩石。
现在的地下实验室，就是利用这条隧道，在其侧面挖出的一个长40米，宽、高各为6米的空间。
目前，它是世界上岩石覆盖最深的地下实验室，也是世界上最优越的探测暗物质的环境。
之所以称之为最优，是因为它与国外一些“脱胎”于矿井的地下实验室相比，使用更为便利，不必坐着电梯上上下下，乘坐汽车就能“入地”。
而埋深2400米的隧道，更是难得，因为埋得越深，宇宙射线的干扰就越少。
《速度与激情——中国科技的世界印象》高考实用类文本阅读练习及答案
阅读下面的文字，完成下面小题。
速度与激情——中国科技的世界印象2016，中国给世界留下深刻印象的不只是稳中有进的经济发展成就。
在海外科研人员看来，这里的科学家正用“速度与激情”，书写着另一个中国奇迹。
成果：春色满园关不住神舟十一号航天员太空停留33天、“墨子号”量子卫星发射、“中国天眼”落成启用、暗物质卫星“悟空”成功运行一周年、天舟“大空快递”、国产航母下水、C919首飞……一系列井喷的科学成果，不仅让国人“自嗨”，也获得美国、澳大利亚、加拿大、日本、法国等国家的科研人员纷纷点赞。
“‘悟空’是中国的首颗空间高能粒子探测卫星，也是中国的首颗空间科学卫星。
我很高兴看到它运行状况优异，且数据分析取得重要进展。
”意大利佩鲁贾大学博士乔万尼·安布罗西说。
“中国能够启动量子卫星，可能出乎一些西方观察家的意料。
这是一个非常有趣的研究领域。
”澳大利亚新南威尔士大学航天工程研究中心主任安德鲁·登普斯特表示。
天舟一号太空“快递小哥”只运货不送人，货物运载量将是俄罗斯进步号无人货运飞船的3倍，在功能、性能上都处于国际先进水平。
C919首飞直播时，外国网友惊叹居然有驾驶舱的实时画面，有人甚至呼吁波音和空客下一次的新机型首飞时也“搞一个”。
中国对科研重器的投入力度，让海外同行们羡慕不已。
在他们的眼中，中国所取得的成就非常“酷炫”，定会推动全人类科技进步。
速度：轻舟已过万重山让海外科研人员点赞的，是中国科研进展的惊人速度。
用法国大学教授达尼埃尔•科昂的话来说，这个成长速度“如同火箭升天”。
安德鲁·登普斯特的专长是卫星导航领域。
在他看来，中国北斗系统的发展堪称奇迹。
“美国的GPS和俄罗斯的GLONASS是仅有的两套全球卫星导航系统，但北斗系统却在短时间里崛起，它也已准备好在全球范围投入使用。
”乔万尼·安布罗西对中国科研的决策力和执行力印象深刻。
他表示，无论是“中国天眼”还是“悟空”，很多国家都不可能在短短五六年间完成从创意到立项再到落成的过程，但中国却一次次用事实证明了他们具备这样的速度。
中国航天科技取得的辉煌成就
中国航天科技取得的辉煌成就载人航天工程中国航天科技的成就包括载人航天工程、中国空间站工程、天宫二号空间实验室等。
其中，载人航天工程是中国航天科技的重要里程碑，它标志着我国具备了独立开展载人航天活动的能力。
载人航天工程的成功意味着我国在航天领域取得了重大突破，如天地往返技术、空间实验室建设等，这些技术验证和实践都为我国的航天事业发展打下了坚实的基础。
嫦娥探月工程嫦娥探月工程是中国航天科技的一项重要成就，它是世界上唯一一个着陆月球背后的着陆器和巡视器。
嫦娥工程分为"无人月球探测""载人登月"和"建立月球基地"三个阶段，是中国自主开展月球探测的重大举措。
嫦娥探月工程的成功实施，不仅为我国航天事业做出了重大贡献，也为全球航天探索提供了新的机遇和挑战。
运载火箭中国航天科技的成就之一是研制了长征系列运载火箭，这些火箭成功地将中国的卫星、载人飞船、探月器等送入太空。
长征系列运载火箭是我国自主研发的航天运载工具，其技术实力已达到国际先进水平。
长征五号火箭是我国目前最大的运载火箭，可将22吨以上的重量送入低地球轨道。
这些成就使得中国在航天领域取得了重大突破，为国家的空间探索和科学研究做出了重要贡献。
北斗导航系统实现全球组网运行中国航天科技通过北斗导航系统实现了全球组网运行，该系统是继GPS、GLONASS和欧洲伽利略之后全球第四个覆盖全球的卫星导航系统。
北斗导航系统不仅可以为中国提供精准的导航服务，也为全球人类的生活产生积极影响。
火星探测中国航天科技的成就是火星探测。
2016年，我国首次火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星，标志着中国在行星探测领域跨入世界先进行列。
天问一号任务着陆火星成功，成功实现地火转移轨道探测器发射。
这个重大突破意味着中国航天事业进入了新的阶段，也标志着中国在行星探测领域取得了重大进展。
天宫空间站中国航天科技的成就之一是建设天宫空间站。
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北京11月11日电(记者马海燕)国际知名科学杂志《物理评论d》(快报)今日发表一项中国科学家关于暗物质研究的最新成果。
过去多年国际多个实验组之间发布的同类实验结果相互矛盾,这一成果提供了更新的、灵敏度更高的实验证据,被物理学界视为一个重要进展。
暗物质是指不发射任何光及电磁辐射的物质,目前人们只能通过引力产生的效应得知其存在。
暗物质研究是当前粒子物理学、天体物理学研究领域中最前沿的研究课题之一。
此研究将是人类认识宇宙的一次重大飞跃,其研究成果将导致一场新的物理学革命,可能极大改变人类对于物质世界的认识。
清华大学联合四川大学、南开大学、中国原子能研究院、雅砻江流域开发有限公司等单位,于2009年正式建立中国暗物质实验合作组。
从2010年开始,该合作组率先在中国锦屏地下实验室开展中国自主暗物质直接研究工作,2013年获得了首个研究成果,这是中国首个自主暗物质实验物理结果,不仅补充了中国相关领域的研究空白,而且达到了国际一流水平。
在2013年研究基础上,中国暗物质实验合作组(cdex)采用了超低本底碘化钠反符合系统,创新发展了新的本底甄别方法,开展暗物质实验运行和研究,获得了新的物理结果。
新成果在2013年实验结果的基础上,把暗物质探测灵敏度提升了大约10倍。
英国皇家科学院院士、欧洲核子中心理论部教授约翰·艾力斯认为,近年来在轻质量暗物质区间有很多实验结果相互矛盾的情况下,中国暗物质实验合作组新的实验结果是非常重要的一个进展。
这个结果非常确定地排除了美国、意大利等暗物质实验的大部分区域。
因此这是一个国际前沿水平的实验结果。
中国暗物质实验合作组目前正在建立国际上最大质量(10kg)的极低能量阈高纯锗探测器阵列,预计2015年将在锦屏地下实验室开展正式暗物质实验研究。
这些研究进展不仅把中国暗物质研究水平提高到国际前沿水平,也为未来中国开展更大规模的极低本底实验奠定坚实的技术基础。
清华大学工程物理系教授康克军表示,这一成果不仅取得了国际前沿的暗物质研究成果,同时带动发展的先进高纯锗半导体探测器技术有助于打破技术垄断,为中国辐射防护、国土安全、海洋放射性检测以及基础前沿研究课题等提供自主的测量设备,带动中国新型半导体材料、低噪声电子学、超低本底辐射屏蔽技术、低本底低温制冷技术等多个领域技术的发展和提升。