2019年07月23日 星期二
世界最深 四川锦屏地下实验室开启新阶段建设

    7月20日,四川锦屏山隧道地下2400米深处迎来了新的“客人”。中国锦屏地下实验室正式启动新阶段建设,“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”项目正式进驻地底,开始安装实验设备。这也意味着中国首个、世界最深的极地地下实验室——“锦屏地下实验室”进入加快建设新阶段。

    据中国锦屏地下实验室介绍,作为“十三五”时期国家优先安排建设的重大科技基础设施,该项目面向超越当前粒子物理标准模型的新粒子和新物理的重大基础前沿研究,开展暗物质直接探测实验、无中微子双贝塔衰变实验、核天体物理领域关键核素合成过程以及恒星演化等基础科学前沿研究,在极深地下、近零宇宙射线本底条件下,探究各类基础前沿领域探测的新机理、新方法、新技术,发展极低辐射本底屏蔽新方法与新技术,为我国粒子物理和核物理领域的重大基础前沿物理问题研究提供平台支撑。

    四川凉山州的中国锦屏地下实验室垂直岩石覆盖达2400米,是目前世界岩石覆盖最深的实验室。该实验室利用的是当地建水电站时修的地下隧道,在其侧面开挖长40米,宽、高各为6米的空间。因而与国外一些“脱胎”于矿井的地下实验室相比,使用更为便利,埋深2500米的隧道,因为埋得越深,宇宙射线的干扰就越少。目前主要作用是开展暗物质研究和相关科学的研究,新阶段建设将安装暗物质探测器和低本底测量装置。它的建成标志着中国已经拥有了世界一流的洁净的低辐射研究平台,能够自主开展像暗物质探测这样的国际最前沿的基础研究课题。目前,清华大学实验组的暗物质探测器已经率先进入实验室,并启动探测工作,而2011年上海交通大学等研究团队也进入这里开展暗物质的探测研究。

    宇宙中看不见的物质在数量上要远远超过我们能够看到的。科学家认为宇宙的大部分都是由暗物质组成,只不过现有的科技手段还无法直接检测到暗物质。暗物质的研究可以推动整个宇宙学、粒子学、以及人们对宇宙认知的扩展。让不少人难以理解的是,暗物质在宇宙中,科学家为啥要“钻”到地下去探测呢?这是因为世界上最难挡住的就是宇宙射线,要打造一个最理想的实验环境,就要尽量遮蔽住宇宙射线,而用岩石阻挡是好办法。锦屏隧洞最大埋深达2400米左右,实验室设立其中,就相当于将实验室设在地下2400多米深的地方,能将宇宙射线通量降到地面水平的约亿分之一。

    2009年,清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司合作,在锦屏山隧道中间位置的地下2400米处修建极深地下实验室,2010年底建成投入使用。2014年,清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司共建“中国锦屏地下实验室”二期工程,未来将建成8个实验大厅,可用实验空间由原来的4000立方米增加到30万立方米,可以同时容纳多个大型深地科学实验项目。2016年,该项目进入了国家重大科技基础设施“十三五”规划。2018年底,国家发展改革委正式批复项目可研报告。2019年7月20日,该项目正式启动。

    自一期建成投入使用以来,该实验室已开展了清华大学、上海交通大学各自主导的暗物质直接探测实验,取得了一系列研究成果,在较短的时间内使我国暗物质直接探测实验从无到有,研究水平达到国际先进,由“跟跑”变成“并跑”。与国际上其他的地下实验室相比,中国锦屏地下实验室岩石覆盖最深、宇宙线通量最小、可用空间最大。

    (据新华社)     

京ICP备06005116