在地下2400米的深处做实验是啥子感觉？
2019/7/21 22:27:54侠客岛 侠客岛

     昨天，一个“低调”的启动仪式在四川省锦屏山隧道举行，而它背后，是一个神秘的地下实验室。

     先戳视频：

     7月20日，“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”在四川省雅砻江锦屏山隧道正式开建。这标志着由清华大学和雅砻江流域水电开发有限公司共同建设的中国首个、世界最深的极深地下实验室──“中国锦屏地下实验室”，作为国家重大科技基础设施项目正式启动。

     近年来我国启动建设的国家重大科技基础设施项目，主要有中国天眼、中国人造小太阳、正负电子对撞机等。而和它们“并肩”的锦屏地下实验室，又着眼于啥？

     咳咳，这个高规格的项目，研究的主要内容就是——暗物质。

    

     启动仪式现场

     实验

     什么是暗物质？

     暗物质，就是一种“看不见”的物质，不单单用我们的肉眼在可见光波段看不见，而且不论探测什么波段的电磁波，比如无线电、红外线、紫外线、X射线等，都看不到它。也就是说，暗物质几乎不发出任何波段的电磁辐射。

     据普朗克卫星研究结果显示表明，我们所熟知的普通物质仅占宇宙总质量的约4.9%，这些普通物质构成了恒星、星系等可见宇宙；而宇宙中不可见的暗物质约占26.8%，其余68.3%则为暗能量。

     人类关于暗物质的研究可以追溯到80多年前，那时的天文学家意识到，星系中恒星的运动速度实在是太快，如果不是因为什么神秘的力量将其“抓住”，它们很有可能飞出去。然而到目前为止，仍然没有人清楚知道这股神秘的力量是什么。国际上对暗物质的“好奇”从未停止，只是目前的研究成果很少。

    

     中国锦屏地下实验室，就是一所从事暗物质探测和开展相关学科研究的实验室，其中还包括低本底的测量和研究。

     该实验室的暗物质探测器和低本底测量装置都安装在世界岩石覆盖最深处，垂直深度可达2400米。

     概括来说，实验室将探究极深地下近零宇宙射线本底条件下、各类基础前沿领域，将探测新机理、新方法、新技术，发展极低辐射本底屏蔽新方法与新技术，为我国粒子物理和核物理领域研究提供平台支撑。

    

     地下

     目前，大家公认的暗物质探测方法有“上天”“入地”和“人造暗物质”三种。

     第一种是指在太空进行间接探测；第二种是测量暗物质粒子与探测器靶核碰撞之后产生的信号，一般在地下实验室进行；第三种则是利用加速器碰撞，看能否在实验中产生暗物质。

     中国锦屏地下实验室正是采取“入地”方法来探测暗物质。所以，地下2400米处就成了绝佳的实验环境。

     在探测过程中，暗物质可能会受到宇宙射线的影响，而在地表深处，宇宙射线量仅为地表的约亿分之一。在这个相对“干净”的地方进行实验，可以避免很多干扰因素来“打扰”实验进行。

     除了深度本身，实验室内还搭建了极复杂的屏蔽系统去屏蔽掉环境里的贝塔射线和伽马射线。通过两种方式营造了“极低辐射”的实验环境。

    

     意义

     研究暗物质有什么意义？

     暗物质理论和实验研究工作将极大扩展人类对于除普通物质之外的宇宙世界的认识，也为人类了解占宇宙更大质量份额的暗能量问题提供研究基础。因而成为了当前粒子物理学、宇宙学、天体物理学等学科前沿的研究课题。

     2002年，美国国家研究委员会的报告指出──21世纪的最重要11个物理学前沿研究课题，暗物质位列第一；2009年，中国科学院战略研究系列报告《创新2050:科学技术与中国的未来》提出：暗物质是不远的未来可能出现革命性突破的重大基本科学课题。

     而这次实验室为什么建在四川？

     现代物理学的重大突破常常需要极端实验条件，极深地下实验室就是开展粒子物理与核物理、天体物理学及宇宙学等领域重大基础前沿物理实验研究的重要设施。

     与国际上其他的地下实验室相比，位于四川凉山州的中国锦屏地下实验室岩石覆盖最深、宇宙线通量最小，并且具备交通便捷、电力及水源充足、基础设施完备等优势。

     极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施是“十三五”时期国家优先安排建设的重大科技基础设施。

     项目建成后，其将成为国家重要的创新平台，将进一步夯实我国科技基础、推动科技进步，提升自主创新能力和国际影响力，为经济社会高质量发展提供有力支撑。

     来源/网信四川

     编辑/点苍居士

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