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【转发炫酷消息!】今天,锦屏大设施在四川省凉山彝族自治州锦屏山地下2400米的位置正式开始科学运行。这个极深地下实验室是全世界最深、最大的,它的宇宙射线强度仅相当于地表的一亿分之一。这个实验室为暗物质研究、中微子测量以及核天体物理研究提供了理想的实验条件。太棒了!(央视记者古峻岭 张雨棣报道)
题目:地下2400米的实验室:世界最深的暗物质研究中心
清华大学工程物理系博士生聂奇缘表示,在地下2400米的实验室寻找暗物质是一项非常有趣的体验。他将这项研究比喻为“守株待兔”,期待暗物质能够自己暴露出来。
暗物质是指那些不发光的物质,因此我们很难直接观测到它们。普通物质只占宇宙总质量的4.9%,而暗物质约占26.8%,它们对宇宙的演化起着重要作用。研究暗物质是当前科学的前沿,它将改变人类对宇宙的认知。
中国锦屏地下实验室位于四川凉山锦屏山隧道中部,是世界上最深的地下实验室。实验室位于2400米深的岩石层中,岩石层起到了阻隔辐射的作用。实验室的外部覆盖有聚乙烯、铅、铜等六重屏蔽物质,以屏蔽中子、伽马射线等辐射源。实验室采用“守株待兔”的方法,如果暗物质与高纯锗探测器发生碰撞,就会产生与普通物质不同的反冲能量。景明坤形容实验室就像暗室一样,能够屏蔽宇宙射线噪声,更容易捕捉到暗物质。
在中国拥有地下实验室之前,暗物质实验一直依赖于其他国家的实验室。回顾暗物质研究历程,景明坤表示当时只有不到1平方米的实验区,不利于开展各项实验。2008年,通过雅砻江锦屏山隧道的贯通,清华大学专家发现了2400米的天然岩石屏障,这种低辐射环境非常适合暗物质研究。因此,清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司合作,开始了地下实验室的建设。2010年,中国锦屏地下实验室建成并投入使用,主要开展暗物质、中微子、核天体物理等前沿基础科学研究,填补了中国地下实验室的空白。目前,该实验室正在进行扩建,将从现有的4000立方米扩展到30万立方米。
实验室的研究工作主要分为暗物质探测和环境辐射测量。高纯锗探测器每天能捕捉到成千上万的信号波形,研究人员通过分析这些信号来判断是否存在暗物质信号。景明坤在环境辐射测量岗位上工作已经七年多了,他每天负责对所有实验样本进行辐射检测。尽管工作环境艰苦,但他对科研的兴趣得到了极大的满足,希望自己能够在暗物质研究方面做出一些贡献。
近年来,中国在暗物质及相关研究方面取得了长足的进展。清华大学、上海交通大学等高校已经发表了近30项科研成果。其中,清华大学在2014年发表的论文成功排除了美国一实验室所宣称的“探测到暗物质”的结果;上海交通大学在2021年公布的“熊猫”实验进一步刷新了暗物质探测的边界值;该实验室的深地核天体物理实验也解开了古老恒星钙丰度之谜。尽管目前还没有探测到暗物质信号,但聂奇缘并不灰心。他们相信,在不断排除环境背景噪声的努力下,有一天暗物质终将被探测到。
(完)
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