中國第一個極深地下實驗室:藏在巖石下2400米,到底是研究啥的?

2020-12-05 文史怪

隨著科學技術的不斷發展,人們對於這個世界有了進一步的了解,但我們也愈發知道了自己的渺小。因此更多探索科學前沿的機構,也因此誕生,在2014年,傳來了一條讓人感到振奮的消息,根據報導,14年8月1日,清華大學與雅礱江流域水電開發有限公司在成都籤署共同建設中國錦屏地下實驗室二期的合作協議。這也標誌著我國第一個極深地下實驗室的擴建工作正式啟動。

看到這條新聞,或許很多人感到好奇,「極深地下實驗室」究竟是什麼樣的存在呢?早在2009年的時候,清華大學聯合當地相關機構,利用錦屏水電站工程中開挖的17.5公裡長的錦屏隧道,建設了總容積大約為4000立方米的中國錦屏地下實驗室(China JinPing Underground Laboratory,CJPL),它距離地面的最短距離,竟然也有2400米之長,不但是中國首個極深地下實驗室,也是世界上巖石覆蓋最深的地下實驗室。

至於研究的對象,很多人也少有聽說,那就是學術界廣為猜測的暗物質。20世紀以來,不少學者認為,人類肉眼可見,或者是能夠用其他技術所偵察到的已知物質,只佔據了宇宙總體質量的一小部分,而在大量天文學觀測當中,疑似違反牛頓萬有引力的現象進一步證實了這種可能,通過宇宙中微波背景輻射各向異性觀測和標準宇宙學模型進行計算,科學家們確定,暗物質佔據了全宇宙物質總量的85%。

然而截止到如今,人們也始終無法發現或者是證明暗物質究竟是是什麼樣的存在,只能推斷,它可能是一種現代人類技術無法捕捉的弱相互作用有質量粒子。

那麼這和極深地下實驗室又有什麼樣的關係呢?目前進行暗物質實驗探測的方法,主要分為直接探測、間接探測和加速器實驗三大類。

直接探測實驗,指的正是利用暗物質和普通物質相互碰撞之後,對靶核的反衝能量、方向、數量及其隨時間變化等參數進行研究從而得出結論,而我國在研究暗物質領域取得了相當高的成就,中國科學院高性能物理研究所的部分學者,就曾經直接參加了義大利的DAMA實驗組,使用碘化鈉探測器直接探測暗物質粒子,取得了卓越的成果。

不過在暗物質的實驗當中,極其容易受到宇宙線粒子「幹擾」,因此甄選出儘量遠離地面,並且有著良好隔絕性巖石的場所至關重要,而在極深地下實驗室成立後,也成為了極其「乾淨」的一個實驗場所,2009年,清華大學牽頭組建了新的CDEX合作組正式開展基於中國錦屏地下實驗室的暗物質實驗研究。取得了國際領先的而無力成果,同時還在半導體輻射探測技術上取得了自主性的創新,極深地下實驗室也初步體現出了它的巨大功能,截止到2018年,我國兩個自主的暗物質實驗部門,都在實驗室當中取得了國際最好的暗物質探測靈敏度嗎,實驗室也繼續為中國和人類科學做出著貢獻。

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