学术启航 | 走进前沿第一期 office hour 系列总第126期

引言

名师简介

柳达老师，山东大学齐鲁青年学者、研究员。长期深耕超出标准模型新物理、对撞机唯象学以及轻暗物质探测研究，致力于理论唯象研究与前沿探测实验相结合，探索粒子物理标准模型之外的物理规律。其研究聚焦新物理信号在对撞机上的现象，同时围绕轻暗物质开展粒子物理唯象分析，依托国际前沿科研平台开展课题攻关。

学术分享：

探秘看不见的宇宙

解读暗物质的奥秘

柳达老师从大家熟悉的量子小知识开启本次分享，由德布罗意波、费米子与玻色子等基础概念讲起。我们日常能看见的星星、尘埃都属于普通物质，而暗物质虽然看不见，却占据宇宙物质的绝大部分。如果暗物质质量很轻，就不再表现为一个个粒子，更像遍布空间的波场；费米子和玻色子两种粒子性质不同，也直接决定了暗物质可以拥有怎样的质量范围。

随后老师介绍了暗物质必须满足的几条简单特征：几乎不和光发生相互作用、能够长久稳定存在、几乎没有压强，正是这些特点，让暗物质可以依靠引力聚集，逐步形成我们如今看到的各类星系。讲座也介绍了现实中正在运行的各类探测手段：有利用共振原理捕捉微弱信号的谐振腔实验，有靠改变电路参数实现探测的LC电路方案；还有锦屏山地下实验室，利用地下环境隔绝外界干扰。此外，他还讲到检验等效原理的实验，通过对比物体自由落体的差异，寻找可能存在的新作用力。

互动答疑：

解答科研疑惑

理清学习思路

交流答疑环节，同学们踊跃举手，结合讲座内容以及自身学习上的困惑积极提问，老师用平实的例子一一进行解答。

结合暗物质探测实验，他剖析了现实科研当中遇到的各类困境，很多暗物质探测实验会遇到屏蔽难题，想要挡住太阳光带来的干扰，屏蔽材料同时也会阻挡暗物质信号；在太空进行实验虽能避开地面干扰，但设备发射、后期调试又会带来新麻烦。他以1978A超新星爆发的观测记录为例，向同学们说明天文观测是检验新物理猜想的重要依据，可以用来筛选、排除一部分暗物质理论模型。

针对本科同学关于科研入门的疑问，老师建议大家不用急于追求看懂高深前沿论文，优先学好普通物理打好底子，再慢慢接触宇宙学、粒子物理相关内容；做科研不必一味追求跟风热点，保持好奇心最重要；同时，他向同学们介绍学科发展现状，说明目前人类只排除了一小部分暗物质的可能性，还有巨大的参数空间等待探索，这个领域既有现实困难，也充满机遇。

师长寄语：

保持好奇

仰望星空脚踏实地

活动结语：