深入地下2400米是一種神馬體驗(yàn)？
開展暗物質(zhì)探測實(shí)驗(yàn)？
無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)？
探索核天體物理領(lǐng)域關(guān)鍵核素合成過程？
恒星演化？
看著這些不覺明歷的科學(xué)術(shù)語
是不是覺得離你很遠(yuǎn)？
小伙伴們，
這些高大上的實(shí)驗(yàn)和探索即將在四川展開
7月20日，“極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施”在四川省雅礱江錦屏山隧道正式開建，標(biāo)志著由清華大學(xué)和雅礱江流域水電開發(fā)有限公司共同建設(shè)的中國首個(gè)、世界最深的極深地下實(shí)驗(yàn)室──“中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室” 作為國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目正式啟動(dòng)。
探索暗物質(zhì)等宇宙奧秘
中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室是一所從事暗物質(zhì)探測和開展相關(guān)學(xué)科研究的實(shí)驗(yàn)室，其中還包括低本底的測量和研究。該實(shí)驗(yàn)室的暗物質(zhì)探測器和低本底測量裝置都安裝在世界巖石覆蓋最深，其垂直深度達(dá)2400米，具有世界的一流實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室
將會(huì)開展哪些高大上的研究吧！
“極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施”項(xiàng)目面向超越當(dāng)前粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的新粒子和新物理的重大基礎(chǔ)前沿研究，開展暗物質(zhì)直接探測實(shí)驗(yàn)、無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)，以及核天體物理領(lǐng)域關(guān)鍵核素合成過程和恒星演化等基礎(chǔ)科學(xué)前沿研究，探究極深地下近零宇宙射線本底條件下各類基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域探測新機(jī)理、新方法、新技術(shù)，發(fā)展極低輻射本底屏蔽新方法與新技術(shù)，為我國粒子物理和核物理領(lǐng)域的重大基礎(chǔ)前沿物理問題研究提供平臺(tái)支撐。
為什么要建到地下2400米？
目前普遍認(rèn)為探索暗物質(zhì)的方式有三種：第一種是利用加速器碰撞，看能否在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生暗物質(zhì)。第二種是在太空進(jìn)行間接探測。而第三種就是測量暗物質(zhì)粒子與探測器靶核碰撞之后產(chǎn)生的信號(hào)，一般在地下實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室正是采取第三種方法來探測暗物質(zhì)。所以，地下2400米是絕佳的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在探測過程中，暗物質(zhì)可能會(huì)受到宇宙射線的影響，而在地表深處，宇宙射線量僅為表面的約億分之一。在這個(gè)相對(duì)“干凈”的地方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以避免很多干擾因素來“打擾”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。
“極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施”所處的位置距離地面正上方山頂有2400米，就有一個(gè)很厚的巖石來屏蔽掉宇宙射線。實(shí)驗(yàn)室里又搭建了很復(fù)雜的屏蔽系統(tǒng)去屏蔽掉環(huán)境里的貝塔射線和伽馬射線。通過2種方式營造了“極低輻射”的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
“本底”是指環(huán)境內(nèi)的輻射值，通俗理解來說，就像聽收音機(jī)一樣，如果有干擾信號(hào)，就聽不到里面播報(bào)人說的話，而干擾信號(hào)“滋滋”聲，就是一個(gè)輻射值、背景值。“極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施”的目的就是獲取干凈的本底環(huán)境，便于研究暗物質(zhì)以及其他的本底研究，就好比把收音機(jī)里面的雜質(zhì)信號(hào)都屏蔽掉，聽純凈的播音員的聲音。
研究暗物質(zhì)有什么意義？
暗物質(zhì)理論和實(shí)驗(yàn)研究工作將極大擴(kuò)展人類對(duì)于除普通物質(zhì)之外的宇宙世界的認(rèn)識(shí)，也為人類了解占宇宙更大質(zhì)量份額的暗能量問題提供研究基礎(chǔ)，因而成為當(dāng)前粒子物理學(xué)、宇宙學(xué)、天體物理學(xué)等學(xué)科前沿的研究課題。它將是人類認(rèn)識(shí)宇宙的一次重大飛躍，可能導(dǎo)致一場新的物理學(xué)革命。
2002年，美國國家研究委員會(huì)的報(bào)告指出──21世紀(jì)的最重要11個(gè)物理學(xué)前沿研究課題，暗物質(zhì)位列第一；2008年歐洲推出粒子物理、天體物理和宇宙學(xué)長期發(fā)展規(guī)劃，提到的第一項(xiàng)重要研究內(nèi)容就是暗物質(zhì)研究；2009年，中國科學(xué)院戰(zhàn)略研究系列報(bào)告《創(chuàng)新2050:科學(xué)技術(shù)與中國的未來》提出：暗物質(zhì)是不遠(yuǎn)的未來可能出現(xiàn)革命性突破的重大基本科學(xué)課題。
什么是暗物質(zhì)？
暗物質(zhì)，就是一種“看不見”的物質(zhì)，不單單用我們的肉眼在可見光波段看不見，而且不論探測什么波段的電磁波，比如無線電、紅外線、紫外線、X射線等，都看不到它。也就是說，暗物質(zhì)幾乎不發(fā)出任何波段的電磁輻射。據(jù)普朗克衛(wèi)星研究結(jié)果顯示表明，我們所熟知的普通物質(zhì)僅占宇宙總質(zhì)量的約4.9%！這些普通物質(zhì)構(gòu)成了恒星、星系等可見宇宙。而宇宙中不可見的暗物質(zhì)約占26.8%，其余68.3%則為暗能量。
實(shí)驗(yàn)室為什么建在四川？
現(xiàn)代物理學(xué)的重大突破常常需要極端實(shí)驗(yàn)條件，極深地下實(shí)驗(yàn)室就是開展粒子物理與核物理、天體物理學(xué)及宇宙學(xué)等領(lǐng)域重大基礎(chǔ)前沿物理實(shí)驗(yàn)研究的重要設(shè)施。與國際上其他的地下實(shí)驗(yàn)室相比，位于四川涼山州的中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室?guī)r石覆蓋最深、宇宙線通量最小、可用空間最大，并且具備交通便捷、電力及水源充足、基礎(chǔ)設(shè)施完備等優(yōu)勢(shì)。
極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施是“十三五”時(shí)期國家優(yōu)先安排建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。國家發(fā)展改革委牽頭建設(shè)管理，教育部和四川省人民政府共同主管，法人單位是清華大學(xué)，共建單位為雅礱江流域水電開發(fā)有限公司。這既是四川承擔(dān)國家戰(zhàn)略的一份重大責(zé)任，也是四川加快創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展進(jìn)程中的一件大事。項(xiàng)目建成后將成為國家重要的創(chuàng)新平臺(tái)，為建設(shè)國際領(lǐng)先水平的極深地下研究中心、科學(xué)考察和科普教育基地奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，將進(jìn)一步夯實(shí)我國科技基礎(chǔ)、推動(dòng)科技進(jìn)步，提升自主創(chuàng)新能力和國際影響力，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。
來源：網(wǎng)信四川 2019年07月20日21:37
