1. 探訪世界最深地下實驗室:“地下2400米”追尋暗物質

              發布時間:2022年11月01日 17:11     來源:中國新聞網

                【解說】暗物質是理論上提出的可能存在于宇宙中的一種不可見的物質,從1922年科學家提出暗物質猜想到今天,仍未偵測到能證明暗物質粒子存在的信號。在四川省涼山州錦屏山,垂直巖石覆蓋厚度2400米的地下,科研人員在這里默默追尋暗物質已有10余年。

                【同期】中國錦屏地下實驗室科研助理 景明坤

                我叫景明坤,是中國錦屏地下實驗室的科研助理,雖然說是一名“90后”,但已經在實驗室工作有7年多了?,F在帶大家看一下咱們實驗室的工作環境以及平時的工作內容是什么樣的。

                我們實驗室被外界稱為“全球最深的地下實驗室”,擁有2400米的巖石層埋深。咱們這個實驗室之所以選擇在涼山州(錦屏山)這個地方,是基于此處的巖石層埋深足夠深,并且該處的巖體自身的輻射非常低,有利于咱們開展各種各樣的超低輻射或者稀有事件的探測。2400米的巖石埋深,它就像一個暗室,能夠牢牢地把宇宙射線的噪聲給屏蔽掉。

                很多人都以為我們每天進出實驗室需要乘坐礦車或電梯進入,實際上2400米只是實驗室到達錦屏山山頂的距離,我們每天進出實驗室需通過10公里長的隧道到達錦屏山內部。

                我們現在看到這個設備是我們國內目前靈敏度最高的超低本底探測器。在我們擁有自己的地下實驗室之前,我們一直在韓國地下實驗室進行暗物質研究。直到2010年12月,中國錦屏地下實驗室正式投入使用,從此我們擁有了自己的地下實驗室。

                我現在做的工作主要是給這個容器補充液氮,給它灌液氮的目的是為了開展暗物質的探測器的降溫工作,因為我們的探測器都是半導體探測器,需要在超低溫下才能工作。我們灌完液氮之后,會把探測器順勢從上面給吊進去,然后在這個罐子里面浸泡液氮,冷卻大概24小時左右,然后就可以開展相應的一些實驗。

                咱們實驗室常駐的實驗人員大約是10人,主要的實驗工作分為兩個部分,一個是輻射研究,另一個就是暗物質測量。我們的工作主要是做輻射測量,為暗物質實驗提供更好的實驗環境和更純凈的實驗材料,保障暗物質實驗的順利進行。

                咱們所有的人,所有在實驗室的人都其實很期待著暗物質找到,不管是我們找到還是另外的實驗組找到,其實這對于基礎科研工作或者基礎學科都是一個質的飛躍。

                【同期】中國錦屏地下實驗室現場實驗人員 聶奇緣

                我身下這個設備是一個巨型的液氮罐,里面存儲了1.5立方米的液氮,我們探測暗物質的關鍵設備高純鍺探測器就在這1.5立方米的液氮中。當暗物質與高純鍺晶體中的鍺原子發生碰撞的時候,它會留下一個微弱的反沖信號,通過探測這個反沖信號,我們就能判斷是不是真的有暗物質。

                我叫聶奇緣,今年26歲,來自清華大學,是中國錦屏地下實驗室的現場實驗員,目前是負責一個高純鍺探測器,用于探測暗物質信號。

                自實驗室從2010年建起以來,一共發表30余項重要的科研結果。比如2014年的時候,我們發表的論文成功排除了美國一個實驗室所宣稱探測到了暗物質的區域。近幾年我們在太陽暗光子的探測方面也取得了國際領先的結果。

                暗物質顧名思義,它是不發光的,這個光包括了可見光以及所有波段的電磁波,所以人類很難通過常規手段來觀察到它。暗物質探測是當前科學前沿的一個熱點,研究暗物質可以幫助我們人類更好地認識這個宇宙。暗物質占了宇宙總質能的26.8%,它參與了宇宙的演化,也組成了宇宙的現在,更決定了宇宙的將來,這也是為什么科學家們一直在孜孜不倦尋找它的原因。

                我面前這臺設備就是用來監測和記錄里面的高純鍺探測器所記錄的信號,這就是一個典型的信號波形,我們一天之中會采集成百上千個這樣的信號波形,之后我們會對這些信號波形進行一一的處理分析,判斷它是不是暗物質信號。但很可惜的是,這么多年過去了,我們至今還沒有發現一例暗物質信號。很多人會問我們會不會氣餒,但其實我并沒有這樣的感覺,因為我們這一天一天、一步一步地實驗,是一直在縮小暗物質探測的區間的,我相信遲早有一天我們能夠探測到真正的暗物質信號。

                陳選斌 四川涼山報道

              責任編輯:【羅攀】

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