摘要：“不要把科学和科学家‘神话’，科学本身也不是艰苦的事。”11月3日，2024腾讯科学WE大会在成都科幻馆召开，上海交通大学李政道研究所特聘教授、副所长、PandaX 暗物质实验首席科学家、科学探索奖获奖人刘江来接受媒体专访时表示，言语之中都是对科学的热爱。

“不要把科学和科学家‘神话’，科学本身也不是艰苦的事。”11月3日，2024腾讯科学WE大会在成都科幻馆召开，上海交通大学李政道研究所特聘教授、副所长、PandaX 暗物质实验首席科学家、科学探索奖获奖人刘江来接受媒体专访时表示，言语之中都是对科学的热爱。

而正是这份热爱，让刘江来团队用总曝光时间为259天的数据推动液氙实验到达了里程碑式的暗物质探测灵敏度。

12月16日，美国物理学会Physics网站公布了2024年的“年度亮点”工作（Highlights of the Year），PandaX团队的研究成果入选。由上海交通大学牵头的PandaX-4T四吨级液氙实验利用总曝光时间为259天的数据，以2.64的置信度首次观测到太阳中微子和原子核相干弹性散射的迹象，标志着液氙实验已经到达了里程碑式的暗物质探测灵敏度，也验证了利用相干弹性散射探测低能中微子这一新方式的可行性。研究论文于2024年11月发表于《物理评论快报》。

Physics网站在“年度亮点”的篇首语中

提到该项成果——

"This year also marked the point when searches for dark matter became sensitive enough to detect a potentially bedeviling background: neutrinos streaming from the Sun."

“在这一年，暗物质搜寻的灵敏度达到了一个新高度，足以能够探测到一种潜在的背景：来自太阳的中微子流。”

后文

Physics网站对该项成果

做出进一步解读——

在多年搜寻零结果之后，暗物质探测或许终于有了一个实实在在需要应对的信号。但这个信号并非来自暗物质粒子，而是来自太阳核反应产生的中微子流（参见研究新闻：中微子迷雾的第一瞥）。在2024年，PandaX和XENON两个实验组独立报告了各自探测器可能已经开始观测到了这种“中微子迷雾”。从长远来看，中微子迷雾可能对暗物质搜寻构成干扰，但研究人员一致认为，其影响要到数年后下一代实验启动运行时才会显现。更重要的是，这表明暗物质实验可以转变为多物理目标的探测器，用于研究中微子物理的多个方面。

PandaX实验是一个利用液态氙作为探测介质的大型粒子与天体物理稀有事件探测的实验装置。目前正在运行的PandaX-4T探测器是一个灵敏质量为3.7吨的二相型氙时间投影室，位于四川锦屏地下实验室2400米深的岩石下，置于一个900吨纯水罐的中心位置。其主要科学目标是搜寻暗物质、观测天体中微子，以及通过无中微子双贝塔衰变寻找马约拉纳中微子。

位于锦屏地下实验室二期B2实验厅的 PandaX-4T实验

观测到“太阳中微子迷雾”的迹象是暗物质直接探测的一个重要里程碑事件。除了暗物质探测以外，该结果也说明未来液氙探测器将能实现对超新星等各类天体中微子的有效探测，开展独特的粒子物理和天体物理研究，甚至在核安全核监测等应用方向也未来可期。

锦屏大设施B2厅上海交通大学PANDAX暗物质实验室内科研人员在进行实验（新华社记者 摄）

PandaX的初步实验结果首先在2024年7月9日意大利的第十五届国际暗物质大会（15th International Workshop on the Identification of Dark Matter 2024）上公布。两天后在同一会议上，位于意大利的XENONnT国际合作组也发布了结果，在数据中也看到了类似显著度的超出迹象，两个实验的超出均和太阳硼8中微子的CEvNS预期吻合。PandaX的论文于9月11日获得了期刊的正式接受；XENONnT合作的论文于9月25日被接受。两篇论文11月7日在PRL的同一期在线发表，并共同入选美国物理学会2024十大年度亮点。这也是PandaX的研究继2017年后再度入选APS十大年度亮点。

PandaX团队实验人员合影

取得这次液氙实验里程碑式的成果，离不开锦屏地下实验室优越的实验环境，也离不开从省上到市上的支持。

二十多年前，水电建设者们将位于四川省凉山州雅砻江的大河湾截弯取直，在锦屏山脉东西“两岸”建设锦屏一级、二级两座世界级水电站，为了连接两座水电站，埋藏在锦屏山下两千多米、长达17.5公里的锦屏山隧道也得以修建。刘江来工作的锦屏暗物质实验室，就位于这条隧道中。

“在锦屏隧道地下做实验，其实有一个很重要的原因，锦屏隧道埋深2400米，是全世界最深的隧道。”刘江来揭秘说，全世界都在地下做实验，其实背后有一个很重要的原因，就在地表上，尽管你的实验室条件可能非常好，但是地表有很多很多来自于宇宙深处的一些射线，这些射线打到你的探测器上的话，你就很难看到你想看到的信号，无论是暗物质，还是其他信号。锦屏除了埋深最深之外，把宇宙射线挡住了之外，另外一个原因就是这里进出特别便利，其他地方都是矿洞，这里支撑实验的功能特别好。

“大装置落地四川，从省上到市上，对我们这些并不能直接产生使用价值的基础研究支持非常大。”刘江来说，2016年他所在的上海交大与四川省签订了合作协议，开始了基础研究方面的旗舰型项目。“上海交通大学四川研究院落户天府新区后，锦屏暗物质实验室每天都有大量的数据通过高速网络实时传到成都，通过成都的数据中心及时处理分析，让我们知道实验室的情况，知道暗物质的碰撞。”

作为全球最权威的物理学术组织之一，美国物理学会（APS）每年年底评选出 “年度亮点（Highlights of the Year）”，总结当年在《Physics》系列刊物上发表的物理学界里程碑式的研究成果和富有前沿、创新性的惊喜发现。这些研究涉及物理学的各个领域，其中不乏有成果因其在科学领域的卓越贡献最终被授予诺贝尔奖。

来源：成都科技一点号