中新社四川分社正文

首頁 > dkztf > 中新網四川

探秘地下2400米!位于四川的“全球最深”實驗室在研究啥?|尋找天府之最
2022年10月20日 15:24 來源:中新網四川 編輯:韓金雨

  主導宇宙演化的洪荒之力到底是什么?占宇宙95%的暗物質與暗能量究竟是怎樣的存在?科學家們苦苦探尋的答案,也許不在浩渺星空,而在2400米地下深處。

錦屏山東端入口。
錦屏山東端入口。

  在四川涼山彝族自治州錦屏山,垂直巖石覆蓋厚度2400米的地下,科學家正在時刻尋找宇宙中最“弱”的光——暗物質。一種“看不見”,但又無處不在,在宇宙的形成和演化過程中發(fā)揮著極其重要作用的物質。

  打造“世界最深”實驗室

  十多年前,為了建造雅礱江流域水電站,水利學家在四川雅礱江邊的錦屏山2400米深處修建了一條隧道。

中國錦屏地下實驗室示意圖。
中國錦屏地下實驗室示意圖。

  正在苦苦尋找暗物質研究場地的清華大學敏銳意識到,這里是開展暗物質研究的絕佳場所。因為2400米的巖石隧道,就像一個暗室,能夠牢牢地把宇宙射線的噪聲給擋住。

清華大學CDEX團隊在中國錦屏地下實驗室進行研究。
清華大學CDEX團隊在中國錦屏地下實驗室進行研究。

  2010年12月,清華大學與雅礱江流域水電開發(fā)有限公司(簡稱“雅礱江公司”)合作修建的中國錦屏地下實驗室(一期),建成并投入使用。中國錦屏地下實驗室成為我國首個也是世界最深的地下實驗室,填補了我國深地實驗室的空白,為中國重大基礎前沿科學研究提供了重要的平臺。

圖片中國錦屏地下實驗室二期入口。圖據科技日報
圖片中國錦屏地下實驗室二期入口。圖據科技日報

  2014年,清華大學與雅礱江公司共同建設中國錦屏地下實驗室(二期)工程,將實驗空間由原來的4000立方米增加到30萬立方米。2016年,清華大學同雅礱江公司提出建設“極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設施”。2020年12月,這個被簡稱為“錦屏大設施”的實驗設施正式開工建設。

中國錦屏地下實驗室。圖據四川發(fā)布
中國錦屏地下實驗室。圖據四川發(fā)布

  建設最“純凈”的實驗室

  在地下2400米處“仰望星空”,正是因為地下實驗環(huán)境能降低宇宙射線對科學實驗的干擾。中國錦屏地下實驗室開展的實驗研究除控制宇宙線通量外,還需要嚴格控制“環(huán)境本底”,讓實驗處于“純凈”的環(huán)境中。 

圖為中國錦屏地下實驗室(一期)。圖據四川發(fā)布
圖為中國錦屏地下實驗室(一期)。圖據四川發(fā)布

  在滿足地下實驗室低本底輻射值氡氣抑制、表面潔凈的基礎上,還要綜合考慮防水措施,做到防排結合、剛柔相濟、實驗空間耐久適用。實驗室首創(chuàng)的防水抑氡工藝,加上新風系統(tǒng)和低溫吸附技術。這套“組合拳”確保能為實驗裝置提供潔凈環(huán)境。除此之外,實驗室所用的建筑材料、實驗器材等水泥全部定制生產,每批次材料均需低本底輻射檢測。

中國錦屏地下實驗室二期CDEX合作組實驗大廳。圖據科技日報
中國錦屏地下實驗室二期CDEX合作組實驗大廳。圖據科技日報

  在地下2400米,聚集著中國極深地下科研和建設的國家隊,他們向極限挑戰(zhàn),建設世界最“純凈”實驗室。

  打造全球深地科學研究“圣地”

  中國錦屏地下實驗室成立之初只有清華大學CDEX實驗團隊和上海交通大學PandaX實驗團隊入駐,主要開展暗物質探測方面研究。隨著實驗室二期的建設,這里吸引了越來越多的實驗團隊,研究方向也愈加豐富。

圖片CDEX合作組學生在進行材料放射性本底測量。圖據科技日報
圖片CDEX合作組學生在進行材料放射性本底測量。圖據科技日報

  10年來,清華大學、上海交大已在實驗室取得近30項國際領先成果,助力我國暗物質研究從跟跑到領跑。2021年,中核集團中國原子能科學研究院和中科院近代物理研究所在這里建成世界最強流深地核天體物理加速器,并成功出束。我國核天體物理實驗研究步入國際先進行列,成為世界上繼美國和意大利之后,第三個具備開展深地核天體物理研究的國家。

圖片項目啟動儀式。圖據成都科技
圖片項目啟動儀式。圖據成都科技

  2024年,中國錦屏地下實驗室(二期)“極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設施”將建成投入運行。屆時將成為具備極低氡氣濃度、極低環(huán)境輻射、超低宇宙線通量、超潔凈空間等優(yōu)勢的國際一流深地實驗室。

圖片中國錦屏地下實驗室內部。圖據成都科技
圖片中國錦屏地下實驗室內部。圖據成都科技

  未來,中國錦屏地下實驗室將持續(xù)吸引國內外頂級科學團隊入駐,形成粒子物理、核天體物理、宇宙學、巖石力學等多學科交叉的世界級開放共享實驗平臺,成為全球深地科學研究的“圣地”。

  素材來源:雅礱江流域水電開發(fā)有限公司

  編輯:韓金雨、王鵬


中國新聞網·四川新聞版權與免責聲明:

① 凡本網注明"來源:本網或中國新聞網·四川新聞"的所有作品,版權均屬于中新社,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明"來源:中國新聞網·四川新聞"。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。 ② 凡本網注明"來源:XXX(非本網)"的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。 ③ 如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯(lián)系的,請在30日內進行。 聯(lián)系方式:中國新聞網·四川新聞采編部 電話:+86-28-62938795