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中国首个极深地下实验室--"中国锦屏地下实验室"向更深邃的宇宙奥秘“进军

  • 发布时间:2020-05-18
  • 发布者: admin
  • 来源: 本站
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中国首个极深地下实验室--"中国锦屏地下实验室"2010年12月12日在四川雅砻江锦屏水电站揭牌并投入使用,锦屏地下实验室垂直岩石覆盖达2400米,是目前世界岩石覆盖最深的实验室。它的建成标志着中国已经拥有了世界一流的洁净的低辐射研究平台,能够自主开展像暗物质探测这样的国际最前沿的基础研究课题。目前,清华大学实验组的暗物质探测器已经率先进入实验室,并启动探测工作,而2011年上海交通大学等研究团队也进入这里开展暗物质的探测研究。


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中国锦屏地下实验室即将扩建,将从4000立方米扩容到12万立方米。2018年6月,中国暗物质实验合作组利用一种国际首创的高纯锗探测系统,在一定范围内将暗物质直接探测灵敏度提高到目前国际最高水平。

今天首先为大家介绍一下

详情和概况

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在宇宙学中,暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明,我们所认知的部分大概只占宇宙的4%,暗物质占了宇宙的23%,还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。

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技术原理

在宇宙学中,暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。人们只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明:我们所认知的部分大概只占宇宙的4%,暗物质占了宇宙的23%,还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。
最初的办法是天文观测法,但是,却无法解答"暗物质是什么"。后来,人们又采取间接探测和直接探测的办法。前者,是探测暗物质相互碰撞产生的普通物质粒子信号,一般通过地面或太空望远镜探测;后者,则是用原子核与暗物质碰撞,探测碰撞产生的信号。而在地面上,因为宇宙射线众多,这些信号会对直接探测产生干扰,影响其鉴别能力。因此,地下实验室的建成可帮助探测器"挡"去干扰,让其"静心"工作。
因为暗物质在宇宙中是一种颇有"个性"的粒子,它质量很大,但作用力却微乎其微。"每天可能有几万亿个暗物质穿过你的身体,但你却感受不到,这是因为暗物质的散射截面很小。"专家为此打比方说,这就像一只足球能被球网挡住,但是一个小铁球就能穿网而过,这是因为它的截面比球网的网格要小。


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选址原因

选址锦屏山隧道是因为锦屏山拥有垂直岩石覆盖最大的地理优势,该实验室是从隧道的侧面开挖出来的,长40米长,宽、高各为6米,深埋在地下,实际位于水平地面上。实验室各种仪器设备探测器、通风设备等都很好,地下实验室的所有数据都传送至地面。

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暗物质是什么?

曾经有这样一段话来形容暗物质:“科学家们深信,有一种神秘的物质,它们就像幽灵一样,弥漫在我们每个人周围,它可以轻易穿过每个人的身体,而又不被人察觉。”
暗物质,就是一种“看不见”的物质。这里所说的“看不见”,不单单是说用我们的肉眼在可见光波段看不见,而是说不论探测什么波段的电磁波,比如无线电、红外线、紫外线、X射线等,都看不到它。也就是说,暗物质几乎不发出任何波段的电磁辐射。

为什么要研究暗物质?

暗物质理论和实验研究工作将极大扩展人类对于除普通物质之外的宇宙世界的认识,也为人类了解占宇宙更大质量份额的暗能量问题提供研究基础,因而成为当前粒子物理学、宇宙学、天体物理学等学科前沿的研究课题。它将是人类认识宇宙的一次重大飞跃,可能导致一场新的物理学革命。

世界上有其他的地下实验室吗?

最早建立地下实验室的国家有美、英、法、意大利、加拿大、日本、印度、俄罗斯,且都取得重大的科研成果。从深度来说,意大利的国家格兰莎索实验室建造在地下1400米深处,美国的桑德福研究所位于地下1500米深处。而我国的棉屏山实验室建设于2010年,位于地下垂直深度2400米,是目前世界上岩石覆盖最深的实验室,也是观测环境最好的地下实验室。


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