这里,不仅在寻找暗物质

时间:2019-08-08 来源:www.woowoochronicles.com

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层保护暗物质探测器隐藏在两扇门后面。

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“熊猫工程”暗物质检测研究实验设备。

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中国锦屏地下实验室二期工程正在建设中。

更重量

重大科技基础设施项目是大型复杂的科学研究系统,为探索未知世界,发现自然规律,实现技术变革提供终极研究工具。

近年来,中国建立了中国主要的国家科技基础设施项目,包括锦屏地下实验室,中国天雁,中国的人造太阳和电子正电子对撞机。

中国锦屏地下实验室将暗物质探测器置于地下,使中国从头开始直接探测暗物质,研究水平达到国际先进水平

未来,我们还将研究太阳中微子的活动,同时,该项目将建立一个近乎零宇宙射线背景的地下辐射测量平台。

距离西昌卫星发射中心不到80公里,是雅River江锦屏水电站。这两个地方,一个天堂,于1984年发射了中国第一颗通信卫星;一个人进入地面,2010年建成了中国第一个极深的地下实验室,也是世界上最深的地下实验室。

7月20日,中国金平地下实验室正式启动建设国家重大科技基础设施项目。从那时起,这个实验室隐藏在锦屏山腹部隧道中间,垂直岩石覆盖2400米,将实现许多改进。在未来,它不仅会搜寻暗物质,还会研究太阳中微子的活动,促进海洋科学和材料的发展。科学,环境科学和生物学的交叉研究。

“星海”的旅程从这里开始。

升级意味着什么?

从校企合作转变为国家平台,为中国相关的重大前沿物理研究提供平台支持

进入17.5公里的金坪山隧道就像进入洞穴迷宫。穿过一个又一个洞穴,在隧道中间,中国锦屏地下实验室抵达。

这个实验室的垂直岩石覆盖面积为2400米,早在2010年就投入使用。这次升级意味着什么是国家重大科技基础设施项目并开始建设?

省发改委相关负责人介绍,“十三五”期间,国家重点科技基础设施项目10项优先获批,中国锦屏地下实验室项目为其中之一。重大科技基础设施项目是一个大型复杂的科研体系,为探索未知世界,发现自然规律,实现技术变革提供了终极研究手段。近年来,中国发起的中国主要国家科技基础设施项目主要是中国的天目和中国的人工小项目。太阳,正负电子对撞机等。

“中国金平地下实验室的建设是以校企合作为基础的。”雅River江流域水电开发有限公司相关负责人表示,国家重大科技基础设施项目正式启动意味着来自学校和企业的合作。转变为国家平台,为研究中国粒子物理和核物理领域的主要基础边界物理问题提供平台支持。升级后成为国家平台,国家将投入10多亿元,亚龙江还将提供5000万元用于项目建设。

研究结果如何?

暗物质的直接检测从未进行过,研究水平已从“跟随”变为“运行”

清华大学中国金平地下实验室研究员景明坤已经在山上待了三年多。 “我不觉得无聊,研究本身就很有趣。”景明坤的话语透露了10多名研究人员驻扎在锦屏线上的声音。

2010年,中国金平地下实验室应用后,两个实验组进驻,即清华大学领导的CDEX实验组和上海交通大学领导的熊猫X实验组。他们的主要研究对象是暗物质。

目前,探测暗物质的方法大致分为三类:“上帝”,“进入地球”和“人造暗物质”。中国锦屏地下实验室检测暗物质的方法属于“入地”将暗物质探测器置于地下,等待暗物质碰撞。 “简而言之,它就像'等待一只兔子'。”Jing Mingkun说,探测器可以记录与它碰撞的所有信号。如果检测到与普通物质不同的信号,则可能是暗物质。 “我们正在等待一次装载。与史册相撞。“

经过这些年的研究,两个实验组都取得了一系列成果。虽然没有直接检测暗物质,但是通过排除法缩小了检测范围,并且从头开始直接检测中国的暗物质,研究水平已达到国际先进水平。从“跟随跑步”到“跑步”。

有什么新的研究?

不仅有暗物质检测,还有海洋科学,材料科学,环境科学,生物学等。

件,如此清洁的环境,这样的地下实验室在世界上是独一无二的。”对于升级,中国的锦屏地下实验室资深人士,清华大学工程物理系岳璐相当高兴,他告诉记者,一定要好好利用建设国家平台的优势,推动研究加速突破。

经过第二阶段的扩建,中国锦屏地下实验室的可用空间从之前的4000立方米增加到30万立方米,这将为更大规模的研究提供空间。对于清华大学来说,目前的暗物质探测器是一种10公斤左右的高纯度钽阵列。在第二阶段运行后,它将使用1吨量级的高纯度钽阵列,这比现在的高100倍。 “这将大大加快发现暗物质的时间,并缩小发现暗物质的范围。”景明坤说。

不仅扩大了实验室领域,而且扩大了研究范围。中国锦屏地下实验室项目相关负责人表示,不仅暗物质,而且未来太阳中微子的活动,该项目将建立一个近乎零宇宙射线背景的地下辐射测量平台促进海洋科学和材料科学。环境科学和生物学的跨学科领域的研究为这些学科提供了世界级的交叉创新平台。

有关研究人员补充说,一些农业专家希望在地下实验室进行种植,研究不同于地面种植;四川大学华西医院也打算在地下实验室进行深入的医学相关研究。

实地考察

暗物质探测器有六层保护

暗物质的发现和研究可能导致物理学的革命。但是,由于暗物质的声音太小,检测极其困难。例如,一些专家说,这就像在拥挤的体育场观看比赛,但也听到针落的声音。因此,为了检测它,必须去除周围的干扰物质。这些干扰物质包括宇宙射线粒子,中子,伽马射线等。

进入中国的锦屏地下实验室并经过几个铝合金门后,展示了一个神秘的空间。清华大学工程物理系研究员岳宇说,中国的金平地下实验室隐藏在山下。巨大的岩层成为宇宙射线的天然屏障。宇宙通量是地面宇宙通量的十亿分之一,可以被屏蔽。大量的宇宙射线粒子。

但这还不够。为了进一步去除干扰物质,这个神秘的空间有很多保护性的“装甲”。除了第一层天然岩石屏障外,第二层填充了50厘米的混凝土;第三层放置1米厚的聚乙烯,用于屏蔽中子;第四层是20厘米厚的铅屋。用于屏蔽伽马射线;第五层是20厘米厚的含硼聚乙烯,用于吸收热中子;第六层是10厘米厚的铜屋,用于屏蔽外部铅和含硼聚乙烯γ射线。

在“盔甲”的保护下,最里面是暗物质探测器。暗物质探测器需要零下196摄氏度的工作环境,因此液氮被连续注入空间。

在暗物质探测器探测到的信号都被记录后,清华大学将同时分析数据,并在北京的暗物质实验室进行相关研究。

名称解释

暗物质

我们可以看到的普通物质不到宇宙的5%。剩下的95%是看不见的,科学家称它为暗物质和暗能量。人类对暗物质的研究可以追溯到80多年前,天文学家们意识到星系中恒星的速度如此之快,以至于如果不是因为神秘的力量,它们很可能会飞行。但暗物质一直是个谜,很难掌握。到目前为止,世界上没有人真正捕获过它。

纪念品

●2009年5月

清华大学与亚龙河流域水电开发有限公司签署战略合作协议,启动中国金平地下实验室建设。

●2010年12月

中国的锦屏地下实验室正式投入使用,标志着中国第一个极深的地下实验室和世界上最深的地下实验室的正式建成。

●2014年8月

清华大学与亚龙河流域水电开发有限公司签订协议,决定共同建设中国锦屏地下实验室(二期)项目。

●2016

中国金平地下实验室(二期)项目被列入国家重大科技基础设施“十三五”规划。

●2018年12月

国家发展和改革委员会正式批准了“国家重大科技基础设施建设项目”,“极深地下极低辐射背景物理实验设施”的可行性研究报告。

●2019年7月

中国金平地下实验室正式启动建设国家重大科技基础设施项目。

世界极端实验室排名

●2400米

中国金平地下实验室,岩层厚度为2400米

●2300米

美国正在建设的Dussel II地下实验室的岩层厚度为2,300米。

●2000米

雪在加拿大的地下实验室,岩石覆盖厚度约为2,000米

●1700米

法国莫坦的地下实验室,岩层厚度约为1700米

●1400米

意大利Gran Sasso的地下实验室,岩层厚度约为1400米

●1100米

位于英格兰比尔比的地下实验室的岩层厚度为1,100米

●1000米

日本的神港地下实验室,岩石覆盖厚度为1000米

●700米

韩国Y2L地下实验室,岩石覆盖厚度约700米

●600米

美国苏丹地下实验室,岩石覆盖厚度约600米

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