中新網(wǎng)涼山11月1日電 題：世界最深地下實(shí)驗室：地下2400米的“守株待兔”

　　作者 王利文

　　在地下2400米的實(shí)驗室尋找暗物質(zhì)是什么體驗？“95后”清華大學(xué)工程物理系博士生聶奇緣笑稱(chēng)，這項研究像是“守株待兔”，待穿過(guò)重重阻礙的暗物質(zhì)“自投羅網(wǎng)”。

　　暗物質(zhì)指“不發(fā)光(包括所有波段的電磁波)”的物質(zhì)，因此很難通過(guò)常規手段觀(guān)察到。構成恒星、星系等可見(jiàn)宇宙的普通物質(zhì)僅占宇宙總質(zhì)量的4.9%；暗物質(zhì)則約占26.8%，它參與了宇宙的演化并組成了宇宙的現在。作為當前科學(xué)前沿熱點(diǎn)，研究暗物質(zhì)能改變人類(lèi)對宇宙的認知。

　　位于四川涼山錦屏山隧道中部的中國錦屏地下實(shí)驗室是世界埋深最大的地下實(shí)驗室，2400米的巖石層埋深將大量輻射阻隔在山體之外，實(shí)驗室中高純鍺探測器外部有聚乙烯、鉛、銅等六重“盔甲”，層層屏蔽中子、伽馬射線(xiàn)等輻射源。如果“翻山越嶺”碰撞上探測器的物質(zhì)留下與普通物質(zhì)不同的反沖能量，就有可能是暗物質(zhì)，這便是“守株待兔”?！斑@里就像暗室，能把宇宙射線(xiàn)的噪聲屏蔽掉，更容易捕捉到暗物質(zhì)?！敝袊\屏地下實(shí)驗室科研助理景明坤如此形容。

　　由于實(shí)驗環(huán)境要求特殊，在中國擁有地下實(shí)驗室前，其暗物質(zhì)實(shí)驗一直借用其他國家的實(shí)驗室?！爱敃r(shí)只有不到1平方米的實(shí)驗區，不利于開(kāi)展各項實(shí)驗?！闭?wù)撈鸢滴镔|(zhì)研究歷程，景明坤很是感慨。2008年，雅礱江錦屏山隧道貫通，清華大學(xué)專(zhuān)家發(fā)現此處有2400米的天然巖石屏障，自身低輻射環(huán)境有利于開(kāi)展暗物質(zhì)研究。于是，清華大學(xué)和雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司合作，開(kāi)始了緊鑼密鼓的建設。2010年，中國錦屏地下實(shí)驗室建成并投入使用，主要開(kāi)展暗物質(zhì)、中微子、核天體物理等前沿基礎科學(xué)研究，填補了中國地下實(shí)驗室的空白。目前，中國錦屏地下實(shí)驗室正在擴建二期工程，將從現有的4000立方米擴容到30萬(wàn)立方米。

　　實(shí)驗室內，研究人員主要工作分為暗物質(zhì)探測和環(huán)境輻射測量研究。高純鍺探測器每天能捕捉到成千上萬(wàn)的信號波形，為了測量暗物質(zhì)，作為CDEX實(shí)驗組成員的聶奇緣正在顯示器前對捕捉到的碰撞信號進(jìn)行分析，判斷是否為暗物質(zhì)信號。

　　低輻射環(huán)境和純凈的實(shí)驗材料是暗物質(zhì)實(shí)驗順利進(jìn)行的保障，“90后”景明坤已在環(huán)境輻射測量崗位上工作7年有余。每天的工作內容是對所有實(shí)驗樣本進(jìn)行輻射檢測，景明坤享受不同實(shí)驗帶來(lái)的快樂(lè )：“雖然久居深山地下，科研工作讓我的興趣得到極大滿(mǎn)足，希望有生之年能對暗物質(zhì)研究做出一點(diǎn)貢獻?！?/p>

　　近年來(lái)，中國暗物質(zhì)及相關(guān)研究實(shí)現從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”的跨越。目前，清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校取得近30項科研成果。其中，清華大學(xué)2014年發(fā)表的論文成功排除了美國一實(shí)驗室宣稱(chēng)“探測到暗物質(zhì)”的區域；上海交通大學(xué)2021年“熊貓”實(shí)驗公布的暗物質(zhì)搜尋結果再次刷新了暗物質(zhì)實(shí)驗探測的邊界值；該實(shí)驗室深地核天體物理實(shí)驗揭示了古老恒星鈣豐度之謎，相關(guān)論文于今年10月26日在《自然》上發(fā)表。

　　盡管目前探測到的信號還不是暗物質(zhì)信號，聶奇緣并不氣餒?！皩?shí)驗的意義就是不斷排除環(huán)境背景噪聲，縮小暗物質(zhì)探測區間。我們相信早晚有一天，能等到暗物質(zhì)撞上來(lái)?！?完)