香港文匯報綜合新華社、中新網及央視網報道，7日，世界最深、最大的極深地下實驗室「錦屏大設施」正式投入科學運行，中國科研工作者將在四川錦屏山2,400米深的地下探索宇宙暗物質之謎。

當日，中國錦屏地下實驗室二期極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設施（簡稱「錦屏大設施」）土建公用工程完工，具備實驗條件。

首批10個實驗項目組進駐

首批來自清華大學、上海交通大學、北京師範大學、中國原子能科學研究院、中國科學院武漢岩土力學研究所等高校和科研院所的10個實驗項目組進駐開展科學實驗。

錦屏大設施位於四川省涼山彝族自治州錦屏山地下2,400米處，總容積33萬立方米，具備「極低環境氡析出」「極低環境輻射」「超低宇宙線通量」「超潔淨空間」等多種優勢，是中國開展暗物質研究的絕佳場所。

極厚岩石牆體屏蔽干擾信號

暗物質被稱為宇宙的「幽靈」。要想捕捉到暗物質信號，僅僅靠沒有輻射污染的實驗室是不夠的。為了盡可能屏蔽掉各種干擾信號，科研人員還在這個地下實驗室裏搭建了牆體厚度達到一米的聚乙烯隔離檢測室，裏面再用鉛和銅等材料層層包裹，同時在零下200度左右的超低溫環境中，利用高純鍺進行探測。

據介紹，與國際上其他深地實驗室相比（見表），錦屏地下實驗室岩石覆蓋最深、可用空間最大、宇宙線通量最小。2,400米厚的岩石，有效阻擋了宇宙射線，使得該實驗室的宇宙線通量是地面的億分之一，為開展暗物質探測提供了近乎絕對「安靜」的實驗條件。

正在這裏進行項目研究的上海交通大學PandaX實驗組研究員肖翔介告訴記者，團隊主要來探測暗物質和中微子的性質。作為一個大科學設施，錦屏地下實驗室除了可以為暗物質研究、中微子測量，還有核天體物理等宇宙科學提供最適宜的實驗條件，同時也為地球深地研究，特別是深地生物學、深地醫學，提供一個絕佳的研究平台。

打造多學科交叉世界級中心

2010年12月，由清華大學與國投集團雅礱江流域水電開發有限公司共建的中國錦屏地下實驗室一期建成投運，填補了中國深地實驗室的空白，在這裏開展的科學研究也填補了中國暗物質研究的空白。

自實驗室一期投運以來，入駐的清華大學、上海交通大學等實驗組取得多項國際領先的科研成果，在國際知名學術期刊《自然》《物理評論快報》發表多篇高水平論文，助力中國暗物質研究從「跟跑」「並跑」到「領跑」的跨越式發展。

中國錦屏地下實驗室主任、北京師範大學黨委書記程建平表示，實驗室今後將發展成為涵蓋粒子物理、核天體物理、宇宙學、生命科學、岩石力學等多學科交叉的世界級深地科學研究中心，助力國家科創平台「跨越式提升」。

深地研究小知識

Q1：什麼是暗物質？

A：暗物質是指人類肉眼看不到，且使用天文望遠鏡和電磁學手段觀測都無法捕捉到的物質。科學家推測，可見物質僅佔整體宇宙質量的5%，剩下的約95%都是暗物質和暗能量。暗物質研究是當前粒子物理學、宇宙學、天體物理學等學科前沿的研究課題。

Q2：為何深地研究環境要求「極低環境氡析出」？

A：在地下2,400米，錦屏山厚實的大理岩能隔絕大部分宇宙輻射，但岩體卻會產生具有放射性的氡氣，影響到實驗的精度。

雅礱江公司與清華大學、中建三局等施工單位開展聯合技術攻關，創新防水抑氡工藝，研發低本底設備材料，打造了「世界最深智能工地」。項目施工中，創新使用10層材料，在10萬平方米的洞室表面層層設防，屏蔽岩石產生的水和氡氣，氡氣抑制率達99%。為實現更低的輻射本底要求，所有設備、材料均為定製，並成功研發生產出低輻射水泥、金剛砂、岩棉及一批低輻射機電設備，均為國際首創，最大限度控制實驗室輻射本底，打造最「純淨」實驗環境。

Q3:如何保障科研人員「自由呼吸」？

A：實驗室建有全球最長距離的新風供風系統，長度超9公里，每小時可送新風45,000立方米，保障「地下工作者」可以「自由呼吸」。

◆來源：新華社及央視網

（來源：香港文匯報A09：要聞 2023/12/08）