去世界最深最大地下实验室探测暗物质
2024-05-13
军事文摘·科学少年 2024年4期
空间相当于8艘中型航母的排水量
2010年,中國锦屏地下实验室一期建成投运,2014年规划建设实验室二期项目将地下可用实验空间由原来的4000立方米增至33万立方米,其空间相当于8艘中型航母的排水量,意味着可以安装更大的探测器。
世界最深的安静环境
锦屏地下实验室向下埋深2400米,是世界最深的极深地下实验室,克服了涌水、岩爆等地下工程施工中的“顽疾”,2400米厚的岩石有效阻挡了宇宙射线,锦屏地下实验室的宇宙线通量是地面的亿分之一,是意大利格兰萨索实验室的百分之一,是日本超级神冈实验室的千分之一,为开展暗物质探测提供了近乎绝对“安静”的实验条件。
暗物质是指人类肉眼看不到,且使用天文望远镜和电磁学手段观测都无法捕捉到的物质,被形象地称为“宇宙幽灵”。浩瀚宇宙中,可见物质仅占整体宇宙质量的5%,其余都是暗物质和暗能量。
强大的屏蔽力
锦屏山岩体主要由大理岩构成,自身辐射低。实验室创新使用10层复杂结构做“防护罩”,屏蔽山体产生的水和氡气,氡浓度是国家建筑标准的十五万分之一。实验装置区域氡浓度不大于1mBq/m?,最大程度保证了暗物质探测实验所需的环境。
全球最长距离的新风供风系统
实验室建有全球最长距离的新风供风系统,长度超9千米,每小时可送新风45000m?,保障“地下工作者”可以“自由呼吸”。
位于锦屏地下实验室二期的中国暗物质实验CDEX-1T大型液氮恒温器建有全球最大的物理实验液氮恒温器,容积为1725m?,相当于一个标准游泳池,这意味着更大的高纯锗探测器将被用于实验。
目前,锦屏大设施正式投入科学运行,首批10个实验项目组进驻,作为国之重器,锦屏大设施今后将发展成涵盖粒子物理、核天体物理、宇宙学、生命科学、岩石力学等多学科交叉的世界级深地科学研究中心助力国家科创平台“跨越式提升”。