地下实验室yd13104
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右图：专家在中国锦屏地下实验室开展暗物质探测的相关数据采集工作 下左：中国锦屏地下实验室中用于暗物质探测的超低能量阀高纯锗探测器 下右：关于暗物质的电脑模拟图 |
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核心提示 作为中国首个极深地下实验室,中国锦屏地下实验室12日在四川雅砻江锦屏水电站正式投入使用,这个世界岩石覆盖最深的实验室的启用,标志着中国已经拥有开展物理学重大基础前沿科学研究的自主地下实验平台。 |
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垂直岩石覆盖 清华大学副校长、中国锦屏地下实验室主任程建平说,实验室是清华大学和二滩水电开发有限责任公司合作,利用二滩公司为建设水电站修建的锦屏山隧道建成的,其垂直岩石覆盖达 据介绍,地下实验室尤其是极深地下实验室,是开展粒子物理与核物理学、天体物理学及宇宙学等领域的暗物质探测研究、中微子物理实验研究等一些重大基础性前沿课题的重要研究场所,是岩体力学、地球结构演化(生态学等学科开展相关实验研究的重要环境,也是低放射性材料、核辐射污染检测的良好环境。地下实验室为国家提供综合性的重大基础科学和应用科学研究平台,是一个国家关键性的重大基础科学研究设施,建设和发展极深地下实验室具有重要科学意义和应用价值。 世界上许多国家已建成 目前,美国、英国、法国、意大利、加拿大、日本等许多国家都已经建立起地下实验窒。中国此前一直没有很好的地下实验室,特别是极深地下实验室,许多相关领域的研究工作无法开展或只能与国外有条件的实验室联合开展。地下实验室主要是用来屏蔽高能宇宙线对于暗物质、双贝塔衰变以及中微子实验的本底影响。评价一个地下实验室性能的最重要的参数之一就是宇宙线通量水平。 目前已经投入使用 2009年5月,清华大学与二滩公司签订战略合作协议,决定利用锦屏山隧道垂直岩石覆盖厚度大,围岩放射性含量极低,能为相关实验提供“干净”实验环境的优势,建设中国首个极深地下实验室。初步测量显示,能够将宇宙线通量降到地面水平的约亿分之一。 据了解,中国锦屏地下实验室已经开始进行包括宇宙线通量、中子本底、伽马本底、氡含量等一系列实验室参数的测量工作。虽然目前实验室规模相对较小,但利用其开展前期研究,进行宇宙线通量、环境本底、地质结构等方面的深入研究,将为中国未来在锦屏隧道这一独特环境建设国家级的大型极深地下实验室奠定工作基础。 |
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调查 “地下工作”并无不适 在建设二滩水电站过程中,四川锦屏山底曾修建了 之所以称之为最优,据上海交大物理系主任、粒子物理宇宙学研究所所长季向东介绍,该实验室利用的是当地建水电站时修的地下隧道,在其侧面开挖长 “从地面上开车大概20分钟,就能到达地下实验窒。”上海交大粒子物理宇宙学研究所特别研究员倪凯旋还记得第一次“入地”的感觉。戴上安全帽、穿着硬底鞋,进入实验室,入眼是各种仪器设备。“那里四季恒温,冬暖夏凉,不需要用空调。唯一与地面实验室不同的是,那里没有窗户,刮风下雨丝毫感觉不到,进去久了也容易让人搞不清外界是白天还是黑夜。” “地下工作”时间久了,人是否会有不适?“地下实验室的通风设备很好,丝毫不会感到气闷,人在下面呆个半天,不会有任何异样的感觉。”倪凯旋说,一旦仪器运行稳定后,他只需在地面上的办公室监控探测器运行即可,而地下实验室的所有数据也会传送至地面,因而,科研人员无需24小时“守”着探测器。 |
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答疑 “捉拿”暗物质很不易 让不少人难以理解的是,暗物质在宇宙中,科学家为啥要“钻”到地下去探测呢?这是因为暗物质是种颇有“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。”倪凯旋打了一个比方,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,就是因为它的截面比球网的网格小。 如何“网”住暗物质?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,地下实验室可以帮助探测器“挡”去干扰,让其“静心”工作。 |
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暗物质 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。人们目前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:我们目前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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青岛早报 |
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