暗物质既不发光也不发射电磁辐射，有科学家评价称它的神奇之处就在于“无处不在，却从未被发现”。目前比较普遍的观点认为，一类名为“弱相互作用大质量粒子（WIMP）”构成了暗物质，这些微观粒子每时每刻都在以百倍于子弹的速度，穿透地球万物，包括我们的身体。因为它们几乎不与常规物质发生作用，所以即便是被穿透，我们的身体也安然无恙。

　　

　　诺贝尔物理学奖获得者李政道教授曾多次说：“暗物质是笼罩20世纪末和21世纪初现代物理学的最大乌云，它将预示着物理学的又一次革命。”

　　

　　这些粒子除了发生“弱相互作用”外，还有万有引力作用。中科院理论物理研究所研究员李淼说：“暗物质就像黏合宇宙万物的胶水，维持着恒星和星系间的聚集，如果没有它们，星系将分崩离析。”尽管暗物质的存在已经被普遍接受，但寻获它的“真身”实在不易，目前被广泛认可的粒子物理学标准模型预言的62种基本粒子中都不包含能解释暗物质的基本粒子。

　　

　　让不少人难以理解的是，暗物质在宇宙中，科学家为啥要“钻”到地下去探测呢？这是因为暗物质是种颇有“个性”的粒子，它质量很大，但作用力却微乎其微。

　　

　　中国锦屏地下实验室

　　

　　在今年6月举行的中科院新闻发布会上，理论物理研究所的于渌院士说，中国在探测暗物质和暗能量上有得天独厚的条件。而这得天独厚的优势正是指我国在四川锦屏山底建立的世界上最深的实验室。中国科学家们正在地面以下2400米处，借助灵敏探测器监测着暗物质的随时出现。

　　

　　之所以称之为最优，据交大物理系主任、粒子物理宇宙学研究所所长季向东介绍，该实验室利用的是当地建水电站时修的地下隧道，在其侧面开挖长40米，宽、高各为6米的空间。因而与国外一些“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2500米的隧道，更是难得，因为埋得越深，宇宙射线的干扰就越少。

　　

　　2010年12月，由清华大学和二滩水电开发有限责任公司创建的中国首个极深地下实验室就在这里落成了，它拥有着全世界最深的岩石覆盖，是世界一流的洁净的低辐射研究平台，探测器可以通过岩石屏障“挡”去干扰，专心寻找暗物质。现在，清华大学和上海交通大学的科研团队都已进驻这里，分别采用低温半导体和液氙探测器对暗物质展开探测研究。

　　

　　PandaX项目

　　

　　PandaX项目是在中国国家自然科学基金委员会和科技部资助相关研究团队时产生的。该团队在经过2年的建设后，于2011年在锦屏山的地下设立了一个小型实验室。尽管季向东认为在中国中部进行实验存在很多挑战，但PandaX项目仍希望在今年年底能够以更轻的WIMPs来匹敌XENON100现在的灵敏度。

　　

　　据了解，PandaX计划由上海交通大学牵头，上海应用物理研究所、山东大学、北京大学、美国密歇根大学、马里兰大学和雅砻江水电开发公司联合参与。CDEX计划则由清华大学牵头。

　　

　　日前，该团队刚刚由于液氮供应的延迟而导致不能进行冷却实验。但是由于PandaX比其他实验室的位置深1000米，它更容易屏蔽宇宙射线，这将使其更容易升级液氙使用量。通过联合一些包括美国的高校在内的大学，中国在PandaX项目上拨款1500万美元，然而该研究团队仍希望有更多的国际合作伙伴。近期，中国的PandaX实验加入到意大利、美国和日本的研究行列中。

　　

　　从今年下半年开始，PandaX暗物质探测团队牵头人、上海交大物理与天文系主任季向东教授和他的团队将正式开始在锦屏山实验室收集数据。

　　

　　

　　季向东介绍道：“我们实验室中的液氙探测器是一个直径约60公分，高约15公分的圆柱体靶子，它放在一个能抵挡岩石辐射的高屏蔽体中央。液氙是一种适于捕获暗物质的材料，但它很重，一般以百公斤为计算单位。我们实验室的液氙靶是中国自主研发的，达到了百公斤量级的世界先进水平。为了让它更高效地‘抓捕’暗物质，我们将来还会给它升级到500公斤甚至是1吨级别。”

　　

　　由于暗物质与原子核碰撞产生的信号很微弱，捕捉到这些信号变得异常关键，对此，季向东充满了信心，“这里的仪器灵敏度世界一流。可以这么说，虽然每秒钟都有上百亿个暗物质粒子穿过我们的液氙靶，而且不发生碰撞作用，但只要每天有一个暗物质粒子能够和原子核碰撞产生光电信号，我们的仪器都可以灵敏监测到它。这个‘捕获概率’达到了世界领先水平。”

　　

　　“为了这个实验，我们已经准备了4年，我们期待在未来的一两年，能够在这一科研领域有所发现。乐观估计，未来5到10年，暗物质的庐山真面目将会展现在世人面前。当然，我希望是中国人最先把这个谜底揭开。”季向东说。