“我们可以像《三体》那样对外星人发送信号，并且收到回应吗？”5月23日，在墨子沙龙科技节特别活动中，一位小观众向“中国天眼”（fast）工程研究员姚蕊提问。

不仅仅是fast，人们对于正在建设中的江门中微子实验室和地下米的锦屏山暗物质实验室，同样感到好奇：科学家如何利用这些装置探索宇宙中各种信号呢？

四百年前，伽利略用他那台天文望远镜指向天空，从此，人类的目光就再也没有从广袤无垠的宇宙中移开。年，人类第一次捕捉到来自太空的无线电波，天文学进入射电时代。短短几十年，射电天文学已经为人类带来了包括脉冲星、星际分子、微波背景辐射、类星体在内的众多重要发现，展示出巨大的价值，所以人类一直想要建设更高分辨率、更高灵敏度的射电望远镜。

fast工程研究员姚蕊

fast,全称是“米口径球面射电望远镜”，它建在贵州群山深处一个被称作“大窝凼”的巨型喀斯特洼地里。年，fast正式立项。高分辨率、高灵敏度的天文观测能力背后，要求尽可能小的背景噪声、远超既有技术水平的精密加工和测控技术，这需要的不仅是我国科学家的智慧，更体现了我国整体的工业发展水平。年4月，fast通过了工艺验收，所有指标都一次性满足最初的设计要求。

fast投入使用以来，已发现了余颗脉冲星，发表的高水平论文达到80余篇。回想fast的建设过程，姚蕊感慨良多：从天马行空的设想、到建设成功、投入使用，团队一直在质疑声中努力前进，最终用出色的表现证明了项目的意义。未来，fast将在科学家和工程师们的保驾护航下，为人类带来更激动人心的来自宇宙的信息。

中微子被称为幽灵粒子。中科院高能物理研究所曹俊研究员，为公众揭开了正在建设中的江门中微子实验室的“面纱”。

中科院高能物理研究所曹俊研究员

在中微子研究方面，日本一直走在前列。他们的神冈实验最初的目标是寻找质子衰变，小柴昌俊并没有实现这个目标，反而意外地发现了超新星爆发释放的中微子，并主要因此被授予了年的诺贝尔奖。

世界上各国的科学家都尝试用自己的方法探测中微子。年，两位科学家——梶田隆章和麦克唐纳，因为发现中微子的振荡现象，证实了中微子有质量，被授予了诺贝尔奖。这种超出粒子物理标准模型的新现象，预示着我们需要对基本的物理规律重新理解，甚至还会帮助我们解释宇宙的起源和演化。

中微子有3种振荡模式，在大亚湾实验之前，“大气中微子实验”和“太阳中微子实验”已经探测到了其中两种，唯独一种叫θ13的振荡可能是由于太小，还没有被观测到。寻找这第三种振荡，成为国际同行竞争的热点，但最后成功建成实验装置的寥寥无几，中国的大亚湾反应堆中微子实验室就位列其中。

与fast一样，大亚湾反应堆中微子实验室建设的过程同样充满艰辛，从选址布局、到技术攻关，一路摸索、一路前进，终于在年，我国赶在其他国家之前，发现了新的中微子振荡，打开了未来的中微子研究大门。年12月，运行了九年的大亚湾实验停止运行，它不仅完成了既定的科学目标，还取得了其他有科学价值的成果，这些是中国科学家对世界科学界做出的巨大贡献。

接下来，江门中微子实验将与美国的沙丘实验、日本的顶级神冈一起，各自发挥优势，探索宇宙的未解之谜。

“悟空”号卫星的主要任务是探测暗物质，而位于地下米深处，也有一个探测暗物质的实验室，这就是中国建在四川锦屏山的暗物质实验室，那里进行着两项重要的实验：使用液氙探测大质量暗物质的“熊猫x”实验，使用高纯锗探测轻质量暗物质的“盘古”实验。上海交通大学的刘江来教授带来了暗物质粒子探测的故事。

上海交通大学刘江来教授

科学界普遍认同，如果要形成我们今天看到的宇宙，仅靠可见物质是远远不够的。高速运转的天体，如果没有暗物质提供的引力，是不可能形成今天的宇宙结构的。暗物质很可能跟中微子一样，弥散在整个宇宙中间，无处不在。

相比于“悟空”卫星在太空中寻找暗物质的踪迹，地下的锦屏山“熊猫x”暗物质实验则是用液氙探测大质量暗物质。中微子如果撞击探测器，打出的电子或原子核所携带的信号就会告诉我们答案。

原理说起来很简单，但实际实施起来并不是一件容易的事。虽然到目前为止，还没有发现暗物质粒子，但经过科学家不懈的努力，设备在灵敏度等重要指标上取得了十分重要的进展。目前，科学家还在朝着更高灵敏度前进，争取将灵敏度提高一个数量级，以早日发现暗物质的踪迹。

栏目主编：黄海华

本文作者：黄海华

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题图来源：图虫

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