追問“看不見的世界”，中國科大教授解密科學最前沿

　　8月20日，中國科學技術大學教授彭新華在上海圖書館東館做題為“探索世界的奧秘——從自旋到暗物質的奇妙旅程”的主題講座，帶領觀眾開啟了一場從微觀粒子到浩瀚宇宙的奇妙科學之旅。她以深入淺出的方式，揭示了物質基本構成、量子自旋的奧秘，以及人類對暗物質這一宇宙之謎的不懈探索。

　　“一杯水中含有多少水分子？”講座伊始，彭新華通過這個問題引入，展現了微觀世界的浩瀚神奇，并介紹了自旋的概念。自旋是電子等粒子的內稟屬性，是現代磁學研究的核心。小到原子，大到浩瀚宇宙，自旋與我們生活的一切息息相關。

　　醫院經常用到的核磁共振（MRI）技術就與自旋有關。針對傳統MRI設備昂貴、笨重且對體內植入金屬器械的患者不友好等痛點，科學家開創了“零場核磁共振”技術。該技術利用原子磁力計實現了高靈敏度弱磁探測，成本大幅降低的同時，可安全應用于腦部成像、金屬內水質檢測等場景。

　　20世紀70年代，作為二十世紀物理學最成功的理論之一，粒子物理標準模型建立，將人類見過的所有粒子盡數涵蓋其中。然而，世紀之交的天文學觀測結果卻顯示：粒子物理標準模型只能涵蓋宇宙中5%的物質和能量，其余95%是暗物質和暗能量。

　　那么，宇宙是由什么構成的？暗物質到底是什么？彭新華團隊提出利用自旋與暗物質的相互作用探測超輕暗物質的技術，當暗物質粒子場遇上自旋時，會發生相互作用并產生一個非常微弱的等效磁場，而超高精度的原子磁力計可捕捉其引發的微弱信號。基于此原理，科學家們發起了“藍寶石計劃”（SAPPHIRE），通過探測器網絡協同工作，可突破單一設備局限，實現對長德布羅意波長的超輕暗物質的網絡式搜尋。

　　“當我們仰望星空，所見不過宇宙冰山一角。正是對‘看不見的世界’的追問，推動人類不斷拓展認知邊界。”彭新華表示。