世界上最深的地下實(shí)驗(yàn)室專門研究暗物質(zhì)

觀看人 | 編輯：hph | 發(fā)布時(shí)間：2019-07-22 13:50

宇宙中有著各種各樣的粒子和能量，它們不同于我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中能看到的物質(zhì)。我們?cè)谌粘Ｉ钪心芸匆姾透杏X到的各種物質(zhì)，有一個(gè)共同性就是都攜帶電子，有了電子它們就能夠產(chǎn)生電磁場(chǎng)，而電磁場(chǎng)的相互作用就能夠讓你感知到這些物質(zhì)的存在。而與之相反的，有些物質(zhì)是不帶電子的，沒有電子就缺少了電磁場(chǎng)的相互作用，導(dǎo)致它們很難被看到和感知，但你不能否認(rèn)他們的存在，比如暗物質(zhì)。而發(fā)現(xiàn)它們，就需要一定的技術(shù)條件和手段了。粒子物理探求的是物質(zhì)最深層次的奧秘。就像電被發(fā)明時(shí)，人們都無法想象后來的電視、電腦一樣，暗物質(zhì)的研究，將會(huì)推動(dòng)重大基礎(chǔ)前沿課題的自主研究和應(yīng)用，全人類都將由此受益。近日，四川錦屏山隧道地下2400米深處迎來了新的“客人”。中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室正式啟動(dòng)新階段建設(shè)，“極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施”。

世界上最深的暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室

世界最深地下實(shí)驗(yàn)室就在四川，專門研究暗物質(zhì)！“中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室”位于四川，它是中國(guó)首個(gè)、世界最深的極深地下實(shí)驗(yàn)室！這個(gè)地下實(shí)驗(yàn)室深埋地下2400米，目前主要開展的是暗物質(zhì)研究。發(fā)現(xiàn)并研究暗物質(zhì)，可能引發(fā)物理學(xué)的革命！7月20日，中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室正式啟動(dòng)新階段建設(shè)，“極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施”項(xiàng)目正式進(jìn)駐地底，開始安裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

評(píng)價(jià)一個(gè)地下實(shí)驗(yàn)室性能的最重要的參數(shù)，就是實(shí)驗(yàn)室的宇宙射線通量水平。通常在地面每秒每平方米大約有100多個(gè)宇宙射線，海拔越高，宇宙射線越高。而巖石的天然放射性特別低，錦屏實(shí)驗(yàn)室的垂直巖石覆蓋厚度達(dá)2400多米，這個(gè)深度已經(jīng)把宇宙射線屏蔽的含量很少了，不僅物理屏障，實(shí)驗(yàn)室還采用了人工屏蔽方法。在這種條件下獲得的關(guān)于暗物質(zhì)研究的數(shù)據(jù)，可以說是最準(zhǔn)確權(quán)威的，也讓我國(guó)的暗物質(zhì)研究極具參考價(jià)值，走到了世界前列。

錦屏實(shí)驗(yàn)室采用的是直接探測(cè)的方法，就是測(cè)量暗物質(zhì)粒子直接碰撞普通物質(zhì)引起的反沖核的數(shù)量和能量。實(shí)驗(yàn)室利用的是重約10千克的極低能量閾高純鍺陣列探測(cè)器，開展暗物質(zhì)直接探測(cè)實(shí)驗(yàn)研究，探測(cè)質(zhì)量在1GeV-1000GeV以上較寬質(zhì)量范圍內(nèi)的暗物質(zhì)分布狀態(tài)。目前在10GeV以下暗物質(zhì)質(zhì)量空間范圍內(nèi)，已經(jīng)得到國(guó)際上最好的暗物質(zhì)探測(cè)靈敏度。為我國(guó)未來開展“噸”量級(jí)大規(guī)模暗物質(zhì)質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)，奠定地下實(shí)驗(yàn)室條件、探測(cè)技術(shù)、研究隊(duì)伍等方面的基礎(chǔ)。

據(jù)中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室介紹，作為“十三五”時(shí)期國(guó)家優(yōu)先安排建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，該項(xiàng)目面向超越當(dāng)前粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的新粒子和新物理的重大基礎(chǔ)前沿研究，開展暗物質(zhì)直接探測(cè)實(shí)驗(yàn)、無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)、核天體物理領(lǐng)域關(guān)鍵核素合成過程以及恒星演化等基礎(chǔ)科學(xué)前沿研究，在極深地下、近零宇宙射線本底條件下，探究各類基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域探測(cè)的新機(jī)理、新方法、新技術(shù)，發(fā)展極低輻射本底屏蔽新方法與新技術(shù)，為我國(guó)粒子物理和核物理領(lǐng)域的重大基礎(chǔ)前沿物理問題研究提供平臺(tái)支撐。