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世界最深实验室在地下 2.4 公里处寻找暗物质

  • 2024-06-11
  • Kemberly

在中国四川省锦屏山脉下方约 2,400 米(7,874 英尺)处,世界上最深的实验室正在悄然揭开宇宙的奥秘。

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中国锦屏地下实验室 (CJUL)全面投入运营2023年12月,从另一个名为“世界最深实验室”的暗物质实验室手中抢走了“世界最深实验室”的称号斯诺实验室,位于加拿大安大略省地表以下约 2,000 米(6,562 英尺)处。

CJUL 不仅是世界上最深的地下实验室,也是世界上最大的地下实验室,总面积达 330,000 立方米(1170 万立方英尺)。

它是多个研究项目和大学开展多项不同实验的中心,所有这些实验都旨在回答一个问题:暗物质到底是什么?

不发射、吸收或反射光,也不发射任何其他形式的电磁辐射,使其“不可见”且难以检测。然而,我们知道它的存在,因为我们可以看到它似乎对可见物质产生的引力效应。

宇宙的 1% 到 10% 是由熟悉的“正常”原子物质组成,而其余部分则由暗能量和暗物质组成。

嗅探的最佳方法之一是走向地下。暗物质实验室通常位于地球下方,以保护它们免受宇宙射线和其他轰击地表的背景辐射的影响。这些高能粒子会干扰用于搜索暗物质相互作用的敏感探测器,产生虚假信号,使水变得浑浊。

不过,转入地下并不能完全消除这个问题。氡是一种放射性气体,不断从周围的岩石中渗出,可能是深层地下实验的主要干扰源。因此,CJPL 的表面为涂上厚厚的一层采用特殊材料制成,可阻挡 99% 的氡气。

在 CJUL 深处,有数公里岩石遮蔽,宇宙射线率低于 0.2 μ介子/米2/day,使其成为世界上屏蔽最好的地下实验室。这种理想的环境提供了收集迄今为止对暗物质的一些最敏锐见解的潜力。

美国有一个类似的设施,称为,位于南达科他州布莱克山下方 1,478 米(4,850 英尺)处。

科学家们还没有对暗物质进行直接探测——我们甚至没有真正了解它的精确性质——但像 CJUL 和桑福德实验室这样的地下实验室正在开辟探索未知世界的道路。

“无论我们是否能找到暗物质,我们迈出的每一步都是迈向未知的一步,因此每向前迈出一小步都是一个巨大的飞跃,”CJUL研究项目之一的PandaX团队首席科学家刘江来在一份报告中表示。陈述。

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