基本介紹
簡介,建立緣由,暗物質實驗,錦屏極深地下暗物質實驗室,運用,建設,實驗安排,意義,
簡介
據美國物理學家組織網報導，在美國南達科他州布萊克山山底深處，建築工人正在建造世界上深度最高的地下科學實驗室，最深處達2438米，超過6個帝國大廈。藉助於這個獨一無二的實驗室，科學家試圖揭開神秘粒子——暗物質的謎團。
建立緣由
地下實驗室是進行暗物質探測實驗的最理想所在，原因在於：位於地下深處能夠在很大程度上免受宇宙射線影響。宇宙射線干擾科學家證明暗物質存在，暗物質據信構成宇宙質量的近四分之一。
2009年6月22日，科學家、政府要員以及其他官員齊聚一堂，參加位於一個老金礦——霍姆斯特克金礦地下4850英尺(約合1478米)的實驗室破土動工儀式，諾貝爾物理學獎得主曾經在這個金礦進行研究。
克利夫蘭凱斯西儲大學的湯姆·沙特(Tom Shutt)表示：“我們將進入戴維斯巨洞，對此我們都感到非常興奮。”而在20世紀60年代，科學家小雷·戴維斯(Ray Davis)曾在這個洞穴驗證太陽中微子的存在，為了紀念這一成就，這一洞穴便以他的名字命名。憑藉在物理學取得的突出成績，戴維斯及其同事約翰·巴赫恰勒(John Bahcall)曾共享2002年諾貝爾物理學獎。
霍姆斯特克金礦位於一個名為“里德”的區域，在開採了125年之後最終於2001年關閉。保持金礦乾燥的抽水泵多年前就已停止運轉，工人們正對金礦進行乾燥處理，以為新研究做好準備。在建造地下實驗室之前，工人們必須加固地道同時安裝新的基礎設施。據悉，這個位於地下4850英尺的實驗室外觀稀鬆平常。一張鐵鏽色薄膜遮住了牆壁、地板、屋頂以及礦工們留下的碎片。
暗物質實驗
第一項暗物質實驗將是大型地下氙探測器實驗，其目的是探測微弱的相互作用粒子，幫助科學家進一步了解據信創造宇宙的“大爆炸”。沙特、布朗大學的里克·蓋茨凱爾(Rick Gaitskell)以及近12名合作者將在地下實驗室埋頭苦幹，研究神秘的暗物質。暗物質並不發出可探測光線或者輻射，但科學家表示，他們可以通過可見物質受到的引力影響推斷出暗物質的存在。
科學家認為，宇宙中的絕大多數暗物質並不含有原子，不會通過電磁力與普通物質發生相互作用。現在，他們正試圖揭開暗物質的真實面部、存在數量以及可能對未來宇宙產生的影響。物理學家曾指出，如果沒有暗物質，星系可能永遠不會形成。通過更多地了解暗物質，他們能夠進一步確定宇宙到底是不斷擴張還是萎縮。
據悉，研究小組將在一個重300公斤的液態氙容器內“搜捕”神秘的暗物質。液態氙是一種冷物質，重量是水的3倍。如果在地上進行實驗探測暗物質，高敏度探測器將不可避免地遭到宇宙輻射“轟擊”。科學家希望在2012年之前開始建造兩個世界上最深的實驗室，並於2016年投入使用。最深實驗室項目投資預計在5.5億美元左右。
錦屏極深地下暗物質實驗室
錦屏極深地下暗物質實驗室簡稱錦屏地下實驗室，是位於中國四川雅礱江錦屏的中國首個用於開展暗物質探測等國際前沿基礎研究課題的極深地下實驗室。該實驗室於2010年12月12日正式投入使用。
運用
錦屏極深地下暗物質實驗室具有低放射性材料、環境核輻射污染的低輻射環境，能用於開展核物理、粒子物理、天體物理及宇宙學等領域的暗物質探測研究、中微子物理學實驗等一類重大基礎性前沿課題的重要研究場所，也可以成為岩體力學、地球結構演化、生態學等學科開展相關實驗研究的重要環境。
建設
清華大學與二灘公司於2009年5月簽訂戰略合作協定。該協定中決定利用錦屏山隧道覆蓋厚度國際最大的地理條件，將宇宙射線通量降至地面水平的千萬分之一至億分之一，為相關精密實驗提供潔淨的地下實驗環境。 錦屏極深地下暗物質實驗室是利用其所處地四川錦屏山之前與二灘水電站一同修建的長達18公里的可通駛汽車的隧道建成，該隧道上方為厚達2500米的山體岩石，為建設需要隔絕穿透力極強的宇宙射線的極深地下暗物質實驗室提供了優越的環境。另外，與其他部分由礦井改建而成的地下實驗室相比，錦屏極深地下暗物質實驗室的交通更為方便，研究人員與科研設備可乘車進入，不必靠電梯升降。
實驗安排
2010年12月，清華大學實驗組的暗物質探測器已進入錦屏極深地下暗物質實驗室，並啟動探測工作。
2011年，上海交通大學等研究團隊也將進入該實驗室展開對暗物質的探測研究。
意義
錦屏極深地下暗物質實驗室的建標誌著中國擁有世界級高水平的潔淨低輻射平台，已有能力自主開展暗物質探測等國際前沿基礎研究課題的投入使用，對於推動中國重大基礎前沿課題的自主研究和套用研究意義重大。
