世界上最深的地下實驗室專門研究暗物質(zhì)

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

宇宙中有著各種各樣的粒子和能量，它們不同于我們在現(xiàn)實生活中能看到的物質(zhì)。我們在日常生活中能看見和感覺到的各種物質(zhì)，有一個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，而電磁場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的相互作用，導致它們很難被看到和感知，但你不能否認他們的存在，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，人們都無法想象后來的電視、電腦一樣，暗物質(zhì)的研究，將會推動重大基礎(chǔ)前沿課題的自主研究和應用，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”。中國錦屏地下實驗室正式啟動新階段建設(shè)，“極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設(shè)施”。

世界上最深的暗物質(zhì)實驗室

世界最深地下實驗室就在四川，專門研究暗物質(zhì)！“中國錦屏地下實驗室”位于四川，它是中國首個、世界最深的極深地下實驗室！這個地下實驗室深埋地下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)物理學的革命！7月20日，中國錦屏地下實驗室正式啟動新階段建設(shè)，“極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設(shè)施”項目正式進駐地底，開始安裝實驗設(shè)備。

評價一個地下實驗室性能的最重要的參數(shù)，就是實驗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，錦屏實驗室的垂直巖石覆蓋厚度達2400多米，這個深度已經(jīng)把宇宙射線屏蔽的含量很少了，不僅物理屏障，實驗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)，可以說是最準確權(quán)威的，也讓我國的暗物質(zhì)研究極具參考價值，走到了世界前列。

錦屏實驗室采用的是直接探測的方法，就是測量暗物質(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。實驗室利用的是重約10千克的極低能量閾高純鍺陣列探測器，開展暗物質(zhì)直接探測實驗研究，探測質(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)得到國際上最好的暗物質(zhì)探測靈敏度。為我國未來開展“噸”量級大規(guī)模暗物質(zhì)質(zhì)探測實驗，奠定地下實驗室條件、探測技術(shù)、研究隊伍等方面的基礎(chǔ)。

據(jù)中國錦屏地下實驗室介紹，作為“十三五”時期國家優(yōu)先安排建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，該項目面向超越當前粒子物理標準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)直接探測實驗、無中微子雙貝塔衰變實驗、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)域探測的新機理、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支撐。