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山中地下2400米,建在四川的世界上最深的地下實驗室,在研究啥?

作者:由 你好科普 發表于 文學日期:2022-05-21

室什麼什麼遠

大多數人可能這輩子都不會到達過地下500米,一直在海拔為正的城市中勤懇工作。

但也有一群“可愛”的科研人員在地下2400米的深處,努力地探尋著宇宙的奧妙——暗物質。

山中地下2400米,建在四川的世界上最深的地下實驗室,在研究啥?

暗物質

為暗物質選址

作為暗物質的研究先鋒,清華大學工程物理教授李元景一直為暗物質的研究場地頭疼不已。

因為暗物質是很隱秘的,任何外界的干擾都能成為找到暗物質的阻礙,需要尋找一個可以大幅降低干擾的地點。

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暗物質

在2009年12月31日,李元景接到了一個令人驚喜的電話,暗物質實驗室終於有了眉目。

新修建的四川錦屏水電站的交通隧道位於2400米的地下,剛巧適合暗物質的研究。

同年5月,一期實驗室開始建設。地下的條件雖然是嚴苛的,但中國力量依舊堅定不移地追尋暗物質,創造了這個嶄新的新世界。李元景動情地說:“我們懸著的心終於能放下了。”

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四川錦屏水電站

2014年11月,中鐵十八局開始建設二期中國錦屏實驗室,直至2年後2016年11月完成施工。2017年交付使用。

安裝在中國錦屏地下實驗室中的強流高壓加速器,是專門為探測暗物質而建造的。

它是世界上束流強度最高的地下實驗設施。2019年,中核集團自主研製的加速器,在效能上已經獲得了世界的認可,

它可以穩定地產生質子和氦離子等多種束流。

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中國錦屏地下實驗室

因此,相信在不遠的將來,會有大批國內外科研團隊將這種加速器應用到實踐中去。在黑暗、幽深、靜謐的地下2400米,承載著人類文明之光的中國錦屏地下實驗室堅定地閃爍著。

探尋暗物質

人類追尋的暗物質,佔宇宙質量的85%,可以任意穿透任何物質。

它聲音小,容易與宇宙粒子混淆。打個比方說,就像在熙攘的旅遊景點附近聽著小攤販吆喝特產,還要探尋一根輕柔的羽毛飄落的聲音。

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暗物質

由於聲音小這個特點,我們需要一個可以去除大部分干擾的地方。

錦屏地下實驗室就是為此而生的,它能儘量減少宇宙射線。

它不僅在世界同類實驗室中,地處覆蓋厚度最深的岩層下,還是宇宙射線通量最低。

由於重疊岩石的阻隔實驗室內的宇宙射線通量僅僅是地表的億分之一。

地下這層厚厚的天然的屏障遮蔽多餘的宇宙粒子以及地表的喧囂,成為了科研人員捕捉到暗物質的大網。

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中國錦屏地下實驗室

為了去掉重重干擾物,清華大學的研究員們在暗物質探測器外設定了6重的“城牆”。

第一層是從地表到實驗室厚度達2400米的天然岩石;第二層是50cm的人工混凝土;第三層是專門遮蔽中子,1米厚的聚乙烯;第四層是20cm的鉛,用來攔住伽馬射線;第五層為阻擋熱中子,設計出20cm的含硼聚乙烯;六層是最後一層,肩負著阻隔四層五層的伽馬射線的重任。

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中國錦屏地下實驗室

此般“花裡胡哨”又“防外又防內”的操作都是為了處於重重保護下的暗物質探測器能夠與暗物質來一場“世紀的碰撞”。景明坤錶示,

透過記錄與比較物質與自身碰撞產生的訊號,如果發現與普通物質產生的訊號不同,那麼暗物質可能就來到我們身邊了。

目前,暗物質探測器還處於等待中。

科研人員配置

探測暗物質是一項研究專案,更是國際競爭的焦點。中國的科研人員為此加班加點,追尋真相。上海交通大學研究員王舟說:“在人類科學史上,我們想留下屬於中國的身影。”

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暗物質

這位年輕的科研人員是我們千萬科研人員的縮影,腳踏實地,不忘初心。他們人格中閃耀著人類高貴的品質:為國爭光的愛國情懷。

早在2009年12月31日,清華大學工程物理教授李元景因為一通電話雀躍不已。同年5月,實驗室開始建設。李元景動情地說:“我們懸著的心終於能放下了。”

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中國錦屏地下實驗室

清華大學教授易難緊跟四川工程師傅們的腳步,與工人們同吃同住。看著實驗室慢慢地建成,一想到中國終於能夠擁有世界領先的地底實驗室,他心底無比地欣慰。李元景說:“這是一個機會,抓住了,中國人能在世界上留下名字。”

不論前期建造的實驗室的工人師傅,還是後期精於研究的科研人員們,都抱著永不放棄的信念,團結一致、持之以恆地往前走。

研究暗物質是寂寞的,沒人能知道它什麼時候會出現。

但歷代研究暗物質的中國科研人是有大骨氣的,沒有選擇短、快、高利潤的專案,而是堅守在這項既宏大又漫長的事業裡奉獻青春。

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暗物質

因為他們知道這份事業一旦取得成果,那麼中國必將震驚全世界。2013年,CDEX合作組第一次向世界發表中國暗物質的研究成果。

2014年,在國際上嶄露頭角。中國錦屏地下實驗室的暗物質研究給出了世界上最靈敏的探測結果。

2016年,中國錦屏實驗室的實驗結果入選《科技導報》。

到了2017年成為美國物理學會談論的焦點話題。中國的暗物質探測,都在向著欣欣向榮發展。

結論

在地下2400米的實驗室中,可敬又可愛的科研人員們在身體力行地探索著宇宙中未知的元素,這是一種實際的愛國情懷。

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中國錦屏地下實驗室

因為當中國的科技達到了世界領先,不論是國家綜合國力還是國際地位都會由此提高。

而強大的國家,才能庇護國家中數以億計的國民。確實,和柴米油鹽不一樣,科技不能直接影響民生。但它終究會迴歸到百姓的生活當中。