新的探测器阵列,将置身液氮罐中;而液氮罐,要被放入一个6层楼深的“基坑”。大坑已经挖好,它所处的位置,在锦屏地下实验室二期。

实验室一期的容积为4000立方米。目前中国锦屏地下实验室已经批准两个暗物质实验项目在其中运行,一个是清华大学领导的CDEX(中国暗物质实验)高纯锗暗物质实验,一个是上海交通大学领导的PandaX(熊猫计划)液氙暗物质实验项目。进入实验室,穿过一条狭长走廊,最先看到的是上海交通大学主导的“PandaX项目”暗物质探测装置。他们采用液氙技术,当暗物质和氙原子发生碰撞,氙原子会发光,同时也会产生自由电子。

CDEX合作组的下一步计划,是利用自主研制的高纯锗探测器,建设10—100公斤量级的高纯锗阵列探测器系统,并最终开展吨量级高纯锗阵列探测器暗物质实验,将探测灵敏度再提升两个量级。

其实,暗物质探测主要有3种方法,除了直接探测,还有间接探测和加速器实验。前者是探测暗物质对互相碰撞、湮灭时产生的标准模型粒子。我国2019年年底发射的暗物质探测卫星就正在太空中寻找暗物质碰撞留下的痕迹。后者是利用加速器将标准模型粒子加速到高能量后对撞,通过测量对撞丢失的能量来反推暗物质的各种性质。

寻找暗物质的中国锦屏地下实验室,在等待一次足以载入史册的碰撞。

屏蔽,是要给它一个极黑的世界,最好不要漏入一丝外来的光。

两个项目组使用的方法,都是直接探测,即测量暗物质粒子直接碰撞普通物质引起的反冲核的数量和能量。

此前的中国,并没有自己的地下实验室。“许多相关研究无法进行,或者只能与国外有条件的实验室联合开展工作。”清华大学常务副校长、中国锦屏地下实验室主任程建平教授告诉科技日报记者。

从实验室一期出来,再往里走上500米,就到了实验室二期。它由4条子隧道构成,总容积达30万立方米,被分成8个不同的主实验室和其他公共区域。

暗物质粒子每时每刻都在穿透我们的身体,但人体无知无觉。甚至只有最精密的仪器,才可能捕捉到它与原子核碰撞产生的微弱信号。