视频 | 探访锦屏地下实验室：追逐暗物质“微光”

主导宇宙演化的洪荒之力到底是什么？占宇宙95%的暗物质与暗能量究竟是怎样的存在？恒星演化、元素形成、中微子，这些前沿科学研究，将为人类认识宇宙带来革命性的突破。求索的答案，也许不在浩渺星空，而在2400米的地下深处。迎着新年的曙光，看看新闻Knews记者走进四川省凉山州，探访世界埋深最大的地下实验室，中国锦屏地下实验室。

1933年，瑞士天文学家弗里茨-兹威基研究发现，由宇宙观测推导首次提出关于暗物质的猜想。小到一粒尘埃，大到地球、星云，这些可见物质，仅占整体宇宙质量的5%，剩下的95%是难以观察到的暗物质和暗能量。暗物质看不见也摸不着，却可能是主宰宇宙运行的无形之手，到目前为止，世界上还没有任何科学团队真正地捕捉到它。为了揭开暗物质的神秘面纱，从本世纪开始，我国在四川省凉山州的崇山峻岭中，建造世界最深、最大的地下实验室。

据国投集团雅砻江公司锦屏地下实验室管理局常务副局长李名川介绍 ，2008年8月8日，清华大学专家在电视上看到锦屏山隧道贯通的消息，由于这条连接锦屏一、二级水电站的隧道埋深特别深，是从事暗物质实验的理想场所，于是双方开始携手，仅用一年半时间，就在锦屏山隧道中完成了首期地下实验室建设。锦屏地下实验室一期岩石覆盖高度有2400米 ，超过了5个东方明珠塔的高度，这里的宇宙射线通过量全球最低，约为地面的一亿分之一 ，是全世界最纯净的暗物质研究地点。

来自清华大学CDEX“中国暗物质实验合作组”的实验团队，每天都在锦屏地下实验室，聆听来自宇宙的声音。从2010年锦屏地下实验室运行以来，清华大学、上海交大的科研团队，已在这座实验室里，取得近30项国际领先成果。清华大学博士生张震宇表示，暗物质几乎不与普通物质发生相互作用，但科学推测它有可能与物质以极低的概率，发生一定的相互作用 。通过建造一个无比纯净的实验环境，就是期待能通过“守株待兔”，寻找难以发生的低概率事件 。在被聚乙烯包裹的核心实验室内， 高纯锗探测器如同“套娃”一样，被规则摆放的铅和黄铜层层围绕。探测器外的六重“盔甲”，层层屏蔽中子、伽马射线等辐射源。它一直在静静地等待，与暗物质不期而遇的时刻。 张震宇告诉记者，锗是一种半导体金属 ，如果说千足金的纯度为0.999,那么对于高纯锗的要求是0.9后面有12个9。实验人员正是通过一块非常纯净的金属加上电压，在其中的区域探测来自宇宙的信号。

自锦屏地下实验室建立以来，尽管没有直接探测到暗物质，但通过排除法缩小了探测范围，使中国的暗物质研究水平不断跃升，在国际上，由“跟跑”变为“并跑”。2016年我国提出“向地球深部进军”，同年，实验室二期项目被列入国家重大科技基础设施建设“十三五”规划（简称为“锦屏大设施”项目）。经过扩建，中国锦屏地下实验室的可用空间，将由之前的4000立方米增加到30万立方米，扩大近80倍。

国投集团雅砻江公司锦屏地下实验室管理局常务副局长李名川带领看看新闻Knews记者来到实验室二期也就是锦屏大设施建设场地，李名川表示，在深地环境条件下，空间内每时每刻都在散发氡气。氡是一种放射性气体，它不仅是一类致癌物，也会对科学实验精度造成影响。因此建设团队，创新性的在岩壁上做了一个十厘米的结构。十厘米的结构虽然很薄，但因为材料本身也存在辐射 ，所以要用尽可能少的材料把氡挡在实验空间之外。这就是“防水抑氡”工程。“这相当于给我们整个实验空间包裹了一层鸡蛋壳，从而让我们的实验空间，避免辐射的影响。”李名川这样比喻道。在建设现场，通过锦屏大设施工程智能管理系统，全面统筹安全施工，促进项目进展。锦屏大设施建成后，原来的企校合作实验室进一步升级为深地物理研究的“国之重器”。

中建三局锦屏大设施二期项目总工程师谭雷表示，从智能信息管理系统可以看到，整个项目的施工进度，目前实验室C厅的防水抑氡工程和钢结构工程已经完成 ，接下来将大面积推进机电安装工程，预计将于2023年完成整个项目的施工。

一个容积约为1700立方米的大型液氮恒温器，目前已安装进实验室二期大厅，将助力清华大学团队开展10千兆电子伏特以下的轻暗物质粒子直接探测研究。而由上海交大牵头的PandaX实验合作组，将在容积为4500立方米的纯净水池中，利用气液两相氙探测器，开展10千兆电子伏特以上的重暗物质粒子直接探测研究。两种探测方式殊途同归，在锦屏山地下守株待兔，对被称为“宇宙幽灵”的暗物质，张开天罗地网。

如今，一批又一批的国内高校研究团队，从锦屏地下实验室向探寻暗物质发起挑战。未来，该实验室将持续吸引国内外顶级科学团队入驻，形成暗物质、核天体物理、中微子、深地医学等多学科交叉的世界级开放共享实验平台，成为全球深地科学研究的“圣地”。李名川表示，锦屏地下实验室正是建设科技强国的重要载体，这里将为各种科学实验提供最纯净的平台，助力我国在深地科研领域达到世界领先水平。清华大学“低本底”实验团队成员徐鹏程在采访中表示，他最大的愿望就是希望能更早的捕捉到暗物质的踪迹，拨开迷雾，找到真相。这不仅是科学家，也是全人类共同的心愿。

（看看新闻Knews记者：彭晔 游明灵 实习编辑：李欣馨）