宇宙中的暗物质是什么；如何才能发现它；探测暗物质粒子对于人类又将会有怎样的意义……4月23日下午，中国科学院院士、国家天文台台长常进研究员做客我校紫金讲坛，用一场精彩的学术演讲为南理工的师生们揭开宇宙暗物质之谜。该讲坛也是我校在今年“中国航天日”前夕举办的一场重要的学术交流活动。理学院院长陆建教授主持了讲坛活动。
演讲围绕着暗物质的发现过程、暗物质粒子探测的意义、探测方法及国内外最新研究进展等方面展开。对于人们普遍关注的“宇宙暗物质究竟是什么”的疑问，常进院士表示：“这可能是具备革命性的、击败科学问题的第一问。”在他看来，暗物质就是不发光，不发出电磁波，无法用任何光学或电磁观测设备直接‘看’到的。随后，他向大家介绍了暗物质的概念、来源和被发现的过程，阐明了暗物质的分布体积、运动速度、质量以及目前宇宙中的暗物质含量等物理量的一系列原理和规律。他进一步强调，通过对暗物质和暗能量的研究将为物理科学找到新的突破方向。
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据了解，世界上最早“发现”暗物质的是瑞士天文学家茨威基。20世纪30年代，他就提出了“在星系团中看得见的星系占总质量的1/300以下，而99%以上的质量是看不见的”科学观点。随后的宇宙观测结果逐渐验证该观点的可信性。
“了解暗物质的性质，对于我们理解宇宙中星系、星系团等如何在宇宙演化过程中形成具有重要的意义。”常进院士如是说，“人类虽已面向普通物质建立了标准模型，但暗物质是目前最明确的突破了标准模型的观测现象，将带我们走进基本粒子更深入细微的结构”。
“由于人们不了解暗物质，不得已称它们为‘暗’。而一旦发现了它们是什么，随着研究的深入将会赋予新发现粒子很多名字。”演讲中，常进院士介绍了目前探测暗物质粒子的三种方法：第一种是已知标准模型粒子和暗物质粒子相互作用的直接探测，比如欧洲核子中心的大型强子对撞机。第二种是标准模型粒子之间相互作用产生暗物质，比如欧洲DAMA团队、美国LUS团队和中国四川锦屏团队。第三种是暗物质粒子和暗物质粒子相互作用的间接探测，比如放置在国际空间站的阿尔法磁谱仪2号、日本量能器电子望远镜、中国暗物质粒子探测卫星。他认为，这三种方法互为补充、互相印证。
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2015年12月17日，我国在酒泉卫星发射中心发射了首颗暗物质粒子探测卫星“悟空号”，此举标志着我国空间科学探测研究迈出了重要一步。作为一名长期从事空间伽马射线、高能带电粒子的探测技术方法以及科学实验研究的专家，常进担纲首席科学家领导并组织实施了该探测卫星项目。他对此表示，“暗物质粒子探测卫星就相当于一个空间望远镜，将为我们打开一扇新的窗口。通过这扇窗人类将会看到清晰的物理构成，必然逮到许多新奇的物理现象。”
在详细介绍了“悟空号”卫星的研发过程、卫星探测暗物质的工作原理以及运作方式之后，常进院士指出：“‘悟空’开启了中国空间科学的新时代，有着重大战略意义。”他希望该星能够在今后的在轨探测中获取更多的数据，使暗物质探测取得更大的突破。
谈及我国首颗暗物质粒子探测卫星的在轨表现时，常进欣慰地说，“悟空”具有能量分辨率高、测量能量范围大和本底抑制能力强等优势。其在轨运行的前530天就采集到了约28亿颗高能宇宙射线，其中包含约150万颗25GeV以上的电子宇宙射线。基于这些数据，我国科研人员成功获取了目前国际上精度最高的电子宇宙射线探测结果。
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据悉，“悟空号”卫星上面由于采用了分辨粒子种类的新探测技术方法，因而可实现对高能（5 GeV-10 TeV）电子、伽马射线的“经济适用型”观测。而该探测方法正是由常进院士于2005年最早提出来的。
令我国空间科学家倍感自豪的是，“悟空”在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”以及“区分不同种类粒子的本领”这两项关键技术指标方面世界领先，尤其适合寻找暗物质粒子湮灭过程产生的一些非常尖锐的能谱信号。
在报告会进行的过程中，常进院士还与与会者进行了互动交流，并热情回答了与会者的提问。
论坛开始前，副校长廖文和教授会见了常进院士，并向其赠送了纪念品。
作为我国空间天文学领域的学术带头人之一，常进还率领研究团队积极服务于国家重大战略需求，先后为神舟二号、嫦娥一号、嫦娥二号等成功研制了伽玛射线谱仪，先后荣获2004年国家科技进步二等奖(第4完成人)、2012年国家自然科学二等奖(独立完成人)、2012年国家科技进步特等奖(第40完成人)、2017年全国创新争先奖、2018年何梁何利科学与技术进步奖(天文学奖)、2018年中国天文学会张钰哲奖、2018年中国科学院杰出科技成就奖、2018年中国科学十大进展、2019年(首届)中国空间科学学会科技奖、2019科技江苏年度科技人物等奖励。
