【曬曬咱的國之重器23】
光明日報記者 鄧暉
這里是垂直巖石覆蓋厚度達(dá)2400米的極深地下！
這里是世界上最黑的房子！
在這個深藏于四川涼山彝族自治州，錦屏山交通隧道中部地下的黑房子里，伴隨著原子核信號放大后的微微閃光，科研人員在不間斷運(yùn)行的儀器旁凝神尋找、捕捉。
這里，就是中國錦屏地下實(shí)驗室。
科研人員每時每刻的工作就是找東西。他們在找什么？
找宇宙中最弱的光——暗物質(zhì)，一種一直沒有被看見，卻在物質(zhì)起源和宇宙演化過程中具有重要地位的物質(zhì)。
如果把宇宙全貌比作一片海洋，到目前為止，人類礙于有限的理解和觀察手段，還只是在探索這片海洋的一小部分。天文學(xué)的眾多觀測數(shù)據(jù)表明，暗物質(zhì)約占整個宇宙物質(zhì)質(zhì)量的85%。但，它看不見、摸不著，幾乎不和任何物體發(fā)生作用。
為了捕捉到這神秘又靦腆的暗物質(zhì)，21世紀(jì)以來，國際上相繼開展了20多個探測實(shí)驗。人們相信：誰先揭開它的面紗，誰就將促成人類對物質(zhì)世界和宇宙認(rèn)識的又一次重大飛躍。
當(dāng)前，暗物質(zhì)探測方法大體分為上天入地和人造暗物質(zhì)三類：上天指間接探測實(shí)驗，為減少地球大氣層的干擾，通常在太空進(jìn)行；入地指直接探測實(shí)驗，為減少宇宙線的干擾，通常在地下實(shí)驗室進(jìn)行；人造暗物質(zhì)指加速器實(shí)驗，即通過普通粒子的對撞來產(chǎn)生暗物質(zhì)粒子，主要在歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)上進(jìn)行。
中國錦屏地下實(shí)驗室開展的研究就屬于入地。
在這里，2400米的巖石隧道就像一個暗室，牢牢地把宇宙射線的噪聲擋住。與國際上其他地下實(shí)驗室相比，這里巖石覆蓋最深，宇宙線通量最小，可用空間最大，并且具備交通便捷、電力及水源充足的優(yōu)勢。
2010年12月12日，中國錦屏地下實(shí)驗室揭牌并投入使用，標(biāo)志著中國擁有了世界一流的潔凈的低輻射研究平臺。隨后，清華大學(xué)牽頭的盤古計劃（CDEX）高純鍺暗物質(zhì)實(shí)驗和上海交通大學(xué)牽頭的熊貓計劃（PandaX）液氙暗物質(zhì)實(shí)驗項目入駐。
類似于‘等暗物質(zhì)自投羅網(wǎng)’。清華大學(xué)工程物理系教授、CDEX暗物質(zhì)實(shí)驗負(fù)責(zé)人岳騫介紹，在這個極度安靜的實(shí)驗室里，兩支團(tuán)隊所放置的探測器中的靶粒子會和暗物質(zhì)相撞，并從它們身上得到一點(diǎn)能量，而這個能量可以變成電離信號也可以變成熱振動信號，或是閃爍光信號。科學(xué)家們可以把暗物質(zhì)粒子和普通物質(zhì)相互作用后的各種參數(shù)都記錄下來，從中統(tǒng)計規(guī)律，再利用這些蛛絲馬跡一點(diǎn)點(diǎn)拼湊出暗物質(zhì)的信息。
事實(shí)上，暗物質(zhì)和普通物質(zhì)相撞的概率極低?？茖W(xué)家們可不是守株待兔。
4000立方米的實(shí)驗室一期里，每一個實(shí)驗環(huán)節(jié)的精心設(shè)計，每一位科研人員的分秒必爭，都向著兩個目標(biāo)奔赴——增效，千方百計提升暗物質(zhì)的碰撞信號；降本，絞盡腦汁屏蔽背景的干擾信號。
成果接二連三。2013年，CDEX合作組發(fā)表了我國首個暗物質(zhì)直接探測實(shí)驗結(jié)果。2014年，給出點(diǎn)電極高純鍺暗物質(zhì)探測方面國際最靈敏實(shí)驗結(jié)果，這一結(jié)果利用相同探測技術(shù)，確定性地排除了美國CoGeNT實(shí)驗組給出的暗物質(zhì)存在區(qū)域。近兩年，雖然在中國錦屏地下實(shí)驗室的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗設(shè)施還在緊鑼密鼓的建設(shè)過程中，但兩個實(shí)驗組持續(xù)取得新突破，在暗物質(zhì)年度調(diào)制、暗光子、軸子等不同暗物質(zhì)模型下給出了一系列國際先進(jìn)成果，保持國際并跑。
眼下，正在建設(shè)的二期實(shí)驗空間將增加到30萬立方米。更多科研團(tuán)隊正摩拳擦掌，等待進(jìn)入擴(kuò)建后的這個極深地下實(shí)驗空間。
暗黑世界，只為那一眼看見！在這條路上，每一點(diǎn)執(zhí)著堅持后的發(fā)現(xiàn)都將使人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識更進(jìn)一步，也必將在科學(xué)史上鐫刻下屬于中國科學(xué)家的一筆。
《光明日報》（ 2022年04月12日01版）
來源： 光明網(wǎng)-《光明日報》
