我国建世界最深地下实验室 可探寻暗物质
“中国锦屏地下实验室要扩建了！将从4000立方米扩容到12万立方米！”8月1日,清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司在成都签署共同建设中国锦屏地下实验室二期工程的合作协议,正式决定启动中国锦屏地下实验室二期工程,再次令世界瞩目。
在二滩水电站17公里长的锦屏隧洞内,中国首个极深地下实验室就建在这里。这是世界最深的地下实验室,也是世界上“最干净”的地下实验室。
所谓“最干净”,是指辐射最少、杂质最少。清华大学工程物理系教授李元景告诉记者,世界上最难挡住的就是宇宙射线,要打造一个最理想的实验环境,就要尽量遮蔽宇宙射线,而用岩石阻挡是好办法。锦屏隧洞最大埋深达2400米左右,实验室设立其中,就相当于将实验室设在地下2400多米的地方,超过了加拿大的岩石覆盖厚度2000米的斯诺实验室,能将宇宙射线通量降到地面水平的约亿分之一。为了让实验室变得“更干净”,工作人员还对环境进行了特殊的包装。实验室外层是1米厚的聚乙烯材料,用于阻拦和吸引中子；然后是20厘米厚的铅层,用于屏蔽外部的伽马射线；20厘米厚的含硼聚乙烯,用于吸收剩余的中子；10厘米厚的高纯无氧铜,用于阻挡铅材料及外部其他材料中的伽马射线。这些屏蔽设备几乎屏蔽了能够想到的一切辐射源。
地下实验室,尤其是极深地下实验室,是开展粒子物理学、天体物理学及宇宙学等领域的暗物质探测、双β衰变、中微子振荡、质子衰变等重大基础性前沿课题的重要研究场所,是岩体力学、地球结构演化、生态学等学科开展相关实验研究所需的特殊环境,也是低放射性材料、环境核辐射污染检测的良好环境。
2012年,清华大学领导的CDEX实验组在锦屏地下实验室里获得了第一批宝贵的数据,并展开了数据分析。2013年,实验组的首个研究成果就发表在国际权威物理期刊《物理评论D》(《Physical Review D》)上,这是我国第一个自主开展暗物质实验研究的物理结果,更为可喜的是,该实验成果对低质量区暗物质粒子的探测灵敏度达到了国际一流水平,确立了CDEX实验组在国际暗物质探测领域第一阵营的地位,极大地提升了我国在暗物质这一重大基础前沿研究领域的研究水平和国际影响力。
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