世界最深地下實(shí)驗(yàn)室投入使用 主要研究暗物質(zhì)

清華大學(xué)的專家在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展暗物質(zhì)探測(cè)的數(shù)據(jù)采集工作。

　　07年，中國(guó)影星劉燁曾出演美國(guó)影片《暗物質(zhì)》，許多科學(xué)“粉絲”對(duì)宇宙中神秘的暗物質(zhì)開(kāi)始著迷?！翱床灰?jiàn)摸不著”的暗物質(zhì)究竟是什么，成為21世紀(jì)最大的科學(xué)謎團(tuán)。為了揭開(kāi)暗物質(zhì)神秘的面紗，全世界的科學(xué)家各顯神通致力于“捕捉”暗物質(zhì)，想將它“看”個(gè)明白……

　　此為世界最深，科學(xué)家將守在里面“捉拿”暗物質(zhì)

　　在宇宙學(xué)中，暗物質(zhì)是指那些不發(fā)射任何光及電磁輻射的物質(zhì)。人們目前只能通過(guò)引力產(chǎn)生的效應(yīng)得知宇宙中有大量暗物質(zhì)的存在。暗物質(zhì)存在的最早證據(jù)來(lái)源于對(duì)球狀星系旋轉(zhuǎn)速度的觀測(cè)?，F(xiàn)代天文學(xué)通過(guò)引力透鏡、宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)形成、微波背景輻射等研究表明：我們目前所認(rèn)知的部分大概只占宇宙的4％，暗物質(zhì)占了宇宙的23%，還有73%是一種導(dǎo)致宇宙加速膨脹的暗能量。

　　昨日，我國(guó)首個(gè)極深地下實(shí)驗(yàn)室“中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室”在四川雅礱江錦屏水電站正式投入使用，這個(gè)世界巖石覆蓋最深的實(shí)驗(yàn)室的啟用，標(biāo)志著中國(guó)已經(jīng)擁有了世界一流的潔凈的低輻射研究平臺(tái)，能夠自主開(kāi)展像暗物質(zhì)探測(cè)這樣的國(guó)際最前沿的基礎(chǔ)研究課題。目前，清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)組的暗物質(zhì)探測(cè)器已經(jīng)率先進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，并啟動(dòng)探測(cè)工作，而明年上海交通大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)也將進(jìn)入這里開(kāi)展暗物質(zhì)的探測(cè)研究。

　　地下實(shí)驗(yàn)室在隧道里

　　清華大學(xué)副校長(zhǎng)、中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室主任程建平說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室是清華大學(xué)和二灘水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司合作建成的。

　　在建設(shè)二灘水電站的過(guò)程中，四川錦屏山底曾修建了18公里可以通行汽車的隧道，上面是2400多米厚的山體巖石?，F(xiàn)在的地下實(shí)驗(yàn)室，就是利用這條隧道，在其側(cè)面挖出的一個(gè)長(zhǎng)40米，寬、高各為6米的空間。目前，它是世界上巖石覆蓋最深的地下實(shí)驗(yàn)室，也是世界上最優(yōu)越的探測(cè)暗物質(zhì)的環(huán)境。

　　之所以稱之為最優(yōu)，是因?yàn)樗c國(guó)外一些“脫胎”于礦井的地下實(shí)驗(yàn)室相比，使用更為便利，不必坐著電梯上上下下，乘坐汽車就能“入地”。而埋深2400米的隧道，更是難得，因?yàn)槁竦迷缴睿钪嫔渚€的干擾就越少。

　　主要探測(cè)研究暗物質(zhì)

　　據(jù)介紹，地下實(shí)驗(yàn)室尤其是極深地下實(shí)驗(yàn)室，是開(kāi)展粒子物理與核物理學(xué)、天體物理學(xué)及宇宙學(xué)等領(lǐng)域的暗物質(zhì)探測(cè)研究、中微子物理實(shí)驗(yàn)研究等一些重大基礎(chǔ)性前沿課題的重要研究場(chǎng)所，是巖體力學(xué)、地球結(jié)構(gòu)演化、生態(tài)學(xué)等學(xué)科開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的重要環(huán)境，也是低放射性材料、環(huán)境核輻射污染檢測(cè)的良好環(huán)境。地下實(shí)驗(yàn)室為國(guó)家提供綜合性的重大基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)研究平臺(tái)，是一個(gè)國(guó)家關(guān)鍵性的重大基礎(chǔ)科學(xué)研究設(shè)施，建設(shè)和發(fā)展極深地下實(shí)驗(yàn)室具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

　　目前，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、意大利、加拿大、日本等許多國(guó)家都已經(jīng)建立起地下實(shí)驗(yàn)室。中國(guó)此前一直沒(méi)有很好的地下實(shí)驗(yàn)室，特別是極深地下實(shí)驗(yàn)室，許多相關(guān)領(lǐng)域的研究工作無(wú)法開(kāi)展或只能與國(guó)外有條件的實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合開(kāi)展。綜合新華社等

　　為何選址錦屏山隧道

　　地下實(shí)驗(yàn)室主要是用來(lái)屏蔽高能宇宙線對(duì)于暗物質(zhì)的本底影響。錦屏山隧道垂直巖石覆蓋厚度大，圍巖放射性含量極低，能為相關(guān)實(shí)驗(yàn)提供“干凈”的環(huán)境。測(cè)量顯示，錦屏地下實(shí)驗(yàn)室能夠?qū)⒂钪婢€通量降到地面水平的約億分之一。

　　暗物質(zhì)隨時(shí)在穿透你身體

　　暗物質(zhì)在宇宙中，科學(xué)家為啥要“鉆”到地下去探測(cè)呢？這是因?yàn)榘滴镔|(zhì)是種頗有“個(gè)性”的粒子，它質(zhì)量很大，但作用力卻微乎其微。

　　“每天可能有幾萬(wàn)億個(gè)暗物質(zhì)穿過(guò)你的身體，但你卻感受不到，這是因?yàn)榘滴镔|(zhì)的散射截面很小?！睂＜艺f(shuō)。

　　怎樣“捉拿”暗物質(zhì)

　　最初的辦法是天文觀測(cè)法，但是，卻無(wú)法解答“暗物質(zhì)是什么”。后來(lái)，人們又采取間接探測(cè)和直接探測(cè)的辦法。前者，是探測(cè)暗物質(zhì)相互碰撞產(chǎn)生的普通物質(zhì)粒子信號(hào)，一般通過(guò)地面或太空望遠(yuǎn)鏡探測(cè)；后者，則是用原子核與暗物質(zhì)碰撞，探測(cè)碰撞產(chǎn)生的信號(hào)。而在地面上，因?yàn)橛钪嫔渚€眾多，這些信號(hào)會(huì)對(duì)直接探測(cè)產(chǎn)生干擾，影響其鑒別能力。因此，地下實(shí)驗(yàn)室可以幫助探測(cè)器“擋”去干擾，讓其“靜心”工作。

　　“抓”住暗物質(zhì)后能干什么

　　目前，清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)組已進(jìn)駐地下實(shí)驗(yàn)室，上海交大的實(shí)驗(yàn)組明年也將入駐。據(jù)了解，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的探測(cè)方式并不相同。清華采用低溫半導(dǎo)體開(kāi)展探測(cè)，而上海交大將使用液氙探測(cè)器直接探測(cè)。

　　至于探測(cè)到暗物質(zhì)之后能派上什么用場(chǎng)，這對(duì)科研人員來(lái)說(shuō)仍是未知數(shù)?！傲Ｗ游锢硖角蟮氖俏镔|(zhì)最深層次的奧秘，對(duì)未來(lái)的生活會(huì)發(fā)生怎樣的影響，我們現(xiàn)在還不得而知。就像電被發(fā)明時(shí)，人們尚無(wú)法想象后來(lái)的電視、電腦。但無(wú)論如何，每一個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)都使人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)更進(jìn)一步，這是最了不起的事?！睂＜医榻B說(shuō)。