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卡迪夫大学 | “长河渐落晓星沉”：卡大科学家探索宇宙暗物质之谜
云母屏风烛影深，长河渐落晓星沉。探索宇宙的奥秘是人类从古至今没有改变的理想，也是卡迪夫大学的科学家们夜以继日的奋斗目标。
近日，投入达500万英镑的量子干涉科研项目在卡迪夫大学启动，这一项目旨在研究量子技术在基础科学领域更大范围的应用，其中包括对宇宙暗物质的考察与研究。
据悉，这一项目隶属于由英国科研与创新委员会主导的、耗资3100万英镑的量子技术研究计划。这一面向次世代的宏大计划包含7个子项目，将为解开量子科学谜团、应用量子科学技术提供推动力。
卡大研究团队表示，卡大负责推进的量子科学研究项目将致力于为相关研究提供创新路径，通过研究宇宙中量子态物质的物理特性，进而对量子物理学和基础引力理论做出更多贡献。
作为该项目的重要一环，研究团队还将利用量子干涉技术，对宇宙的暗物质进行深入研究。
宇宙是由普通物质、暗物质和暗能量组成的，普通物质（包括人类）仅占宇宙成分的约4%，暗物质的占比远大于普通物质。暗物质是由无法吸收光、反射光的粒子组成的群态，因此也无法被观测。科学家们目前只能通过重力产生的效应得知，暗物质在宇宙中真实存在。
最早提出证据并推断暗物质存在的是荷兰科学家奥尔特，在1932年他根据银河系恒星的运动提出银河系里面应该有更多质量的想法。
2006年，美国天文学家在观测星系转速时，发现星系外侧的转速快于牛顿重力预期，因此推测有一种“看不见的物质”牵引着星系外侧物体，使其不至于因为强大的离心力而被甩出星系。
要研究暗物质与光子如何发生作用，科学家们一般使用量子干涉仪——这是一种高度精密的物理仪器，它已经被用于研究天体物理、引力波等诸多课题。
上世纪50年代以来，世界各国的物理学家都将目光投向了暗物质研究，而这一研究对于了解宇宙的产生、变化和未来都有十分重要的作用。
除了暗物质研究，卡大研究团队还将探索宇宙空间内的量子形态、研究当下众说纷纭的量子理论界是否有获得共识的可能，这些都将为健全现代物理学等基础科学提供动力。
卡大研究团队首席研究员、物理与天文系教授hartmut grote表示，“我们很高兴能运用量子科学开展全新的基础科学研究，并为解答一些至关重要的物理学问题提供启迪。”
另一位研究员、同样来自卡大的katherine ooley博士则表示：“在这项研究中我们将运用优化的量子干涉技术，对暗物质和引力理论进行探讨，我们非常看好这一研究。”
英国科学大臣amana solloway表示：“当我们从疫情中恢复过来，我们需要坚定而持续地开展科学研究，重点关注包括量子技术在内的新科技，维持英国作为科学强国的地位。”
卡大的量子科研项目由本校主导，已获得117万英镑资助，项目合作方包括了伯明翰大学、格拉斯哥大学、华威大学、麻省理工学院、加州理工学院等世界名校。
卡大物理学研究在全英处于领先地位，物理与天文系已开设了“引力探索实验室”，为师生了解、探究物理学知识提供了平台。
该实验室还设有引力波研究中心，曾于2015年主导参与了人类历史上第一次发现引力波的研究项目，也是位于美国的激光干涉引力波天文台（ligo）的合作方。
作为ligo的重要合作伙伴，卡大物理与天文系致力于引力波研究，并结合自身在天体物理、天文学领域的优势，在黑洞研究、暗物质研究、天体探测等领域作出了举世瞩目的贡献。
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王婧
