2016年3月16日下午2点，来自清华大学的王青教授作客“北航物理与核科学大家谈”，以“二十一世纪物理学天空的乌云——暗物质”为题，为欧洲杯下单平台师生带来一场精彩纷呈的报告。

王青教授从事量子场论和基本粒子理论研究，主要研究非微扰理论、对称性自发破缺、强子物理和超出标准模型的新物理。多年来在强作用低能手征有效理论方面做了大量系统独特的工作；在暗物质及新物理理论方面也开展了许多原创研究。王青教授曾任清华大学物理系主任，担任多项学术兼职，包括中国物理学会高能物理分会常务理事等，是中国暗物质实验(CDEX)合作组理论负责人。

报告开篇，王青教授借助简洁的物理图像说明了暗物质从哪里来。暗物质是人类“仰望星空”的成果：早在二十世纪30年代到70年代间，Fritz Zwicky和Vera Rubbin等科学家在观测不同星系时发现引力质量比可见质量大的多。通过牛顿引力公式计算得出，如果没有“暗物质”，星系将会非常不稳定。到今天为止，已经有非常多的天文观测支持暗物质的存在。暗物质具有下列一些基本属性：不参与电磁和强作用；参与引力相互作用；稳定或长寿命；非重子暗物质为主；非重子中冷暗物质为主。最近的宇宙中暗物质比重由欧洲的Plank望远镜在2013年测量得到：暗能量68.3%；暗物质26.8%；可见物质4.9%。

在介绍完暗物质存在的证据后，王青教授详细介绍了暗物质的实验测量。实验测量分为直接测量、间接测量和对撞机测量。直接测量是假设暗物质粒子与原子物质发生相互作用，用高灵敏度的探测器探测由于相互作用产生的声子、带电粒子或光信号。直接探测都是在地下实验室（或深海）中进行，利用岩石层实现对宇宙线的屏蔽。地下实验室越深，对宇宙射线的屏蔽就越好，越容易实现高灵敏度探测。地下实验室主要分为两种：一种是废弃矿井；另一种是地下隧道。中国的地下实验室CJPL利用四川锦屏山条件极好的地下隧道。隧道上方覆盖2.5公里厚的变质岩，建成的实验室是世界上最深的地下实验室，且变质岩自身放射性相当低，为暗物质的直接探测实验提供了优越的条件。到目前为止，世界上共有四个实验声称看到了暗物质存在的疑似信号，分别为：DAMA、CRESST、GoGeNT和CDMS。在中国的极深地下实验室有两个实验组在进行暗物质的直接测量，分别是清华大学为主的CDEX和上海交通大学为主的PANDAX。CDEX运用高纯锗探测器，一期为1kg高纯锗，探测灵敏度为10-40，其实验结果已经发表；二期预计目标为1t高纯锗探测器阵列，探测灵敏度将达到10-46。PANDAX是利用惰性气体氙作为探测物质，最终目标是建成吨量级液氙暗物质探测装置。暗物质的探测还包括间接探测和对撞机寻找。间接探测是在宇宙空间寻找暗物质粒子湮灭的信号，如国际空间站上的AMS实验。中国在2015年12月17日将国内首颗暗物质探测卫星“悟空”送上太阳同步轨道。“悟空”是目前世界上观测能谱最宽，能量分辨率最优的空间探测器。而对撞机上的暗物质寻找，也将推动中国巨型对撞机CEPC和SPPC的建设。中国的暗物质研究将不断升温，前景光明，必将在世界暗物质研究领域做出重要贡献。二十世纪物理学天空上两朵乌云“黑体辐射”和“以太”的解决造就了量子力学和相对论，那么二十一世纪物理学天空上的两朵乌云“暗物质”和“暗能量”呢？让我们拭目以待。

整场报告内容丰富多彩，让在场的老师和同学对暗物质研究有了较为全面的认识，启发大家思索更多的暗物质的奥秘。最后，报告在热烈的掌声中圆满结束。