麻省理工學(xué)院（MIT）粒子物理學(xué)家Kerstin Perez正在尋找暗物質(zhì)的蹤跡
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：麻省理工學(xué)院（MIT）的粒子物理學(xué)家Kerstin Perez正在尋找暗物質(zhì)的蹤跡。這種看不見的理工T粒物質(zhì)體現(xiàn)了宇宙中84%的物質(zhì)，并被認為是學(xué)院學(xué)一種強大的宇宙“膠水”，使整個星系不至于旋轉(zhuǎn)分離。物理物質(zhì)然而，正尋找暗這些粒子本身在普通物質(zhì)上幾乎沒有留下任何痕跡，麻省從而挫敗了迄今為止的理工T粒所有探測努力。
Perez希望，學(xué)院學(xué)將于2022年底發(fā)射到南極平流層的物理物質(zhì)高空氣球?qū)嶒灒瑢⒃谒粝碌恼龑ふ野盗Ｗ又胁蹲降桨滴镔|(zhì)的間接跡象。這樣的麻省發(fā)現(xiàn)將大大照亮暗物質(zhì)難以捉摸的本質(zhì)。
Perez共同領(lǐng)導(dǎo)的理工T粒這項實驗是通用反粒子光譜儀（即GAPS），這是學(xué)院學(xué)美國宇航局資助的一項任務(wù)，旨在探測暗物質(zhì)湮滅的物理物質(zhì)產(chǎn)物。當(dāng)兩個暗物質(zhì)粒子碰撞時，正尋找暗人們認為這種相互作用的能量可以轉(zhuǎn)化為其他粒子，包括反氘子--這些粒子然后作為宇宙射線穿過銀河系，可以穿透地球的平流層。如果反氘子存在，它們應(yīng)該來自天空的各個角落，Perez和她的同事們希望GAPS將處于合適的高度和靈敏度來探測它們。
Perez說：“如果我們能夠說服自己這真的是我們所看到的，這可能有助于為我們指明暗物質(zhì)是什么的方向。”她今年被授予麻省理工學(xué)院物理系的終身職位。
除了GAPS之外，Perez的工作主要是開發(fā)方法，在超新星和其他由地面和太空望遠鏡捕捉到的天體物理現(xiàn)象中尋找暗物質(zhì)和其他奇異粒子。
她說：“我們測量了這么多關(guān)于宇宙的信息，但我們也知道我們完全缺少宇宙所由的大塊內(nèi)容。除了我們所知道的那些，還需要有更多的構(gòu)建塊。而我已經(jīng)選擇了不同的實驗方法去尋找它們。”
Perez在西費城出生和長大，她主要喜歡藝術(shù)和手工藝，繪畫和設(shè)計，以及建筑。“我有兩把膠水槍，我記得我喜歡建造娃娃屋，不是因為我非常關(guān)心娃娃，而是因為它是一個你可以購買和建造的東西，”她回憶道。
她追求藝術(shù)的計劃在高中時出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機，當(dāng)時她參加了她的第一堂物理課。對她的同學(xué)來說具有挑戰(zhàn)性的材料對Perez來說更加自然，她在第二年報名參加了物理學(xué)和微積分的學(xué)習(xí)，由同一位具有感染力的老師教授。
“有一天，他做了一個推導(dǎo)，占了三分之二的黑板，他站在后面說：‘這不是很美嗎？我不能擦掉它。然后他在它周圍畫了一個框架，并在那小小的三分之一的黑板上為其余的班級工作’，”佩雷斯回憶說。“我感受到的就是這種熱情。”
受此鼓舞，她在高中畢業(yè)后前往哥倫比亞大學(xué)，在那里攻讀物理學(xué)專業(yè)。為了獲得研究經(jīng)驗，她在一個納米技術(shù)實驗室做志愿者，為碳納米管成像。
“那是我的轉(zhuǎn)折點，”Perez回憶說。“我所有關(guān)于建造、創(chuàng)造和想要設(shè)計東西的背景在這個物理學(xué)背景下匯集在一起。從那時起，我就對實驗物理學(xué)研究產(chǎn)生了興趣。”
她還碰巧上了麻省理工學(xué)院的Janet Conrad教授的現(xiàn)代物理學(xué)課程，她當(dāng)時是哥倫比亞大學(xué)的教授。這門課向?qū)W生們介紹了粒子物理學(xué)和正在進行的探測暗物質(zhì)和其他異類粒子的實驗。引起最大反響的探測器是位于日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心的大型強子對撞機。大型強子對撞機將是世界上最大的粒子加速器，預(yù)計很快就會上線。
從哥倫比亞大學(xué)畢業(yè)后，Perez進入加州理工學(xué)院，在那里她有機會去歐洲核子研究中心作為其研究生工作的一部分。這段經(jīng)歷非常寶貴，因為她幫助校準(zhǔn)了大型強子對撞機的一個像素探測器，該探測器被設(shè)計用來測量普通的、眾所周知的粒子。
Perez表示：“那段經(jīng)歷告訴我，當(dāng)你第一次打開你的儀器時，你必須確保你可以測量你知道的東西，真的很好，然后你才能聲稱你在看任何新東西。”
在結(jié)束了她在歐洲核子研究中心的工作后，她開始有了一個新的想法。當(dāng)大型強子對撞機被設(shè)計成人為地將粒子粉碎以尋找暗物質(zhì)時，一些較小的項目正在太空中尋找同樣的粒子，即它們的自然環(huán)境。
Perez說：“我們擁有的所有關(guān)于暗物質(zhì)的證據(jù)都來自于天體物理學(xué)觀測，所以在那里尋找線索是有意義的。我希望有機會，從頭開始，從根本上設(shè)計和建立一個可以告訴我們關(guān)于暗物質(zhì)的實驗。”
帶著這個想法，她回到了哥倫比亞大學(xué)，在那里她加入了正在努力使氣球?qū)嶒濭APS啟動的核心團隊。作為博士后，她開發(fā)了一種具有成本效益的方法來制造該實驗的1000多個硅探測器，此后繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)該實驗的硅探測器項目。然后在2015年，她接受了靠近她家鄉(xiāng)的哈弗福德學(xué)院的一個教職。
"我在那里呆了一年半，絕對喜歡那里，"Perez說。
在哈弗福德學(xué)院時，她不僅投身于物理學(xué)研究，而且還從事教學(xué)。學(xué)院為教師們提供了一個幫助改進他們的講座的項目，每位教授每周與一名本科生會面，后者接受培訓(xùn)，觀察他們的教學(xué)風(fēng)格并給予反饋。Perez與一名有色人種的女學(xué)生結(jié)成對子，有一天她向Perez分享了她在一門入門課程中所經(jīng)歷的不太愉快的經(jīng)歷，這最終使她不愿意申報計算機科學(xué)專業(yè)。
聽了這個學(xué)生的話，Perez認識到了一種親情和一種使命。從那時起，除了她的物理學(xué)工作，她開始探索一個新的研究方向：歸屬感。
她與社會心理學(xué)家接觸，了解多樣性和包容性的問題，以及造成物理學(xué)、計算機科學(xué)和其他STEM學(xué)科代表性不足的系統(tǒng)性因素。她還與教育研究人員合作，開發(fā)課堂實踐，以鼓勵學(xué)生的歸屬感，以留住代表性不足的學(xué)生為動機。
2016年，她接受了加入麻省理工學(xué)院物理學(xué)系的邀請，并帶來了她在哈弗福德學(xué)院開始的包容性教學(xué)的工作。在麻省理工學(xué)院，她在粒子物理學(xué)的研究和教學(xué)之間取得了平衡，并建立了一個更具包容性的課堂。
Perez說：“導(dǎo)師們很容易認為，‘我必須完全修改我的教學(xué)大綱，改變我的課堂，但我有那么多的研究，而教學(xué)是我工作的一小部分，坦率地說，很多時候都沒有回報’。但如果你看一下研究，它不需要很多。作為站在教室前面的教師，我們所做的小事才會有大的影響。”