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一个巧合是,也是在2003年,来自全国各地的近18000名水电开发者,来到人迹罕至的雅砻江锦屏大河湾,凿开了他们的战场,为锦屏一、二级水电站修建做准备。寻找暗物质之旅从2003年开始。
从理论上来说,暗物质并不罕见。2014年,给出点电极高纯锗暗物质探测方面国际最灵敏实验结果。PandaX实验升级后的4吨量级的液氙探测器正在紧张调试运行,等候暗物质的造访。探测暗物质最核心的装置,就是高纯锗探测器。
率先入驻的,是清华大学牵头的盘古计划(CDEX)高纯锗暗物质实验和上海交通大学牵头的熊猫计划(PandaX)液氙暗物质实验项目。洞内没有照明和通讯设备,有淤泥和涌水,有废弃的风机、龙门架、钢筋、混凝土残渣,还有多处深坑、围堰、涌水点和栏坝。上海交通大学物理与天文学院助理研究员王舟说。电视上,这只是一条滚动而过的字幕新闻:2008年8月8日,两条各17.5公里的锦屏山交通隧道实现双洞贯通。
2014年,清华大学和雅砻江公司继续合作,开挖锦屏地下实验室二期工程。合作组的实验大厅中,近八层楼高的液氮罐已矗立在基坑内。
那时,清华大学工程物理系团队,正在全国寻找深地实验室的合适地址。在尚未完全建好的实验室内,上海交大牵头的PandaX合作组已经紧锣密鼓开始了工作。
目前,国内还没有制备这种大质量高纯锗晶体的能力。而课题组需要的锗,其纯度要达到12至13个9。找到暗物质、研究暗物质,将是人类认识的一次重大飞跃,可能引发一场新的物理学革命。科研人员早已发现,如果仅存在人们已知的物质,宇宙根本不应该是现在这副模样,一定有别的东西在起作用。不过,在十余年寻找暗物质过程中,研究团队已经攻克了探测器制造技术。我们想在人类科学史上,留下属于中国人的一笔。
罐内,将要放入1000个高纯锗探测器。特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性。
两大项目,都是对暗物质进行直接探测,即测量暗物质粒子直接弹性碰撞普通物质引起的反冲核的数量和能量等数值。CDEX合作组的高纯锗探测器,就置身实验室白色聚乙烯伸缩门后。
4000立方米,显得越发捉襟见肘。传统高纯锗探测器及其谱仪被广泛应用于基础研究、核监测、核应急、国土安全和放射性管理等领域。
人们需要一个足够安静的环境,屏蔽掉一切我们已知的噪声,再造出足够敏锐的耳朵,才可能在暗物质粒子迎面而来时,听到它的低吟浅唱。20厘米厚的含硼聚乙烯,可以吸收热中子。CDEX的实验也会升级到百公斤级甚至吨级的高纯锗阵列探测器,将探测灵敏度再提升两个数量级。约两个小时后,当锦屏山隧道的入口展现眼前,他们也会下意识感慨:就是这里了。
值得一提的是,这一结果,利用相同探测技术,确定性地排除了美国CoGeNT实验组给出的暗物质存在区域。现在,团队已能做出商业级别的高纯锗探测器,实现了成果转化。
经测定,锦屏地下实验室内的宇宙射线通量可以降到地面水平的千万分之一到亿分之一,是目前国际上宇宙射线通量最低的地下实验室,也是全球岩石覆盖厚度最深的地下实验室。连接两座电站的锦屏山交通隧道,成为这浩大水利工程的两条主动脉。
他们敏锐地意识到,暗物质实验室的地址,有了。空间并不大,只有4000立方米,但填补了我国没有深地实验室的空白。
二期扩建,向成为全球深地科学研究中心进发 暗物质实验取得的成果,推动了我国相关基础前沿领域迅速发展,也吸引了更多科研需求。他设想着,把锦屏地下实验室变成全球深地科学研究中心。二期实验空间从一期的4000立方米增加到了30万立方米,在理论计算和研讨以后,建设团队决定安装三根800毫米管径的聚乙烯材质的通风管道,从西端雅砻江畔的拦污坝平台经由排水洞输送新风到实验大厅,全长9公里。但在他们内心,还是存着为国争光的念头。
3个小时,他们穿过淤泥,淌过流水,一点点摸清排水洞洞内情况,写成了排水洞勘察报告,为通风管道的修建,奠定了前期基础。无人知晓暗物质粒子的真身。
据估算,暗物质大约占据宇宙物质质量的85%。我们特别有信心,10年后,中国会有一个全球闻名的地下实验室。
而PandaX的实验结果,曾入选2016年度《科技导报》十大科学进展和2017年度美国物理学会亮点。屏蔽宇宙射线的最佳方式,就是将实验室建在地下。
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