中国打造世界最深地下实验室 岩石厚达2400米(图)

　　实验室深度示意图，靠岩层屏蔽信号可无干扰的展开暗物质等项目研究

　　学术期刊《科学》网站11月28日报道，中国锦屏地下实验室将扩建成世界最大的地下实验室之一。

　　位于四川省凉山州的“中国锦屏地下实验室”，垂直岩石覆盖厚度达2400米，是目前世界埋深最深的地下实验室。

　　中科院高能物理研究所研究员、“千人计划”入选者张双南发表《空间时代的天文学研究——从空间天文观测到诺贝尔物理学奖》显示，宇宙中的普通物质、暗物质和暗能量的分别占宇宙总的物质-能量的比例为4%、23%和73%，但目前物理学中即使是最成功的粒子物理标准模型也只能接受宇宙中的普通物质，也就是说我们对90%以上宇宙成分的几乎一无所知。

　　暗物质不发光，也不发射电磁辐射，肉眼看不见，甚至到现在为止，人类用仪器都还没检测到，但科学家通过引力产生的效应，意识到暗物质的存在。

　　全世界的粒子物理学家都在通过实验探测暗物质，找寻其存在的直接证据。

　　2009 年7月，中科院发布的《创新2050:科学技术与中国的未来》战略研究报告显示，“揭开暗物质、暗能量之谜，将是人类认识宇宙的又一次重大飞跃，可能导致一场新的物理学革命。为此，需投资建设几项关键性的探测暗物质、暗能量的重大实验装置，包括地下和太空的粒子探测器和在南极建立大口径天文望远镜，以取得第一手实验数据，在国际竞争中处于主导地位。”

　　锦屏山是雅砻江流域的一座大山，顶峰海拔4193米，位于四川省西昌市西北部100公里处。由于锦屏山的存在，自北向南流淌的雅砻江在锦屏山前改变流向，形成长达150千米的大河湾。雅砻江流域水电开发有限公司(原“二滩水电开发有限责任公司”，以下简称“雅砻江公司”)为建立锦屏水电站，在倒“U”型的两端开凿穿过锦屏山的隧道进行裁弯取直、引水发电，包括4条引水隧道及两条交通隧洞。

　　2008年8月，清华大学工程物理系副教授岳骞在电视新闻报道看到这一消息，清华大学随后找到了开挖隧道的雅砻公司，后者同意在交通隧洞中部、垂直岩石覆盖厚度达2400米的地方开挖洞窟，用于建设地下实验室，所以实验地点可以开车直达，比在矿井中开展地下实验室工作更为便捷，是国际上综合条件最好的地下实验室。

　　中国锦屏地下实验室由清华大学运营，目前用两种方法进行暗物质探测实验：高纯锗实验和液态氙实验。

　　据国务院国有资产监督管理委员会消息，2014年8月，锦屏地下实验室二期启动，包括4组共8个实验室及其辅助设施，预计于2015年底完成土建工作。《科学》网站消息，2015年上半年，雅砻江公司将开挖4个130米长的洞窟，每个洞窟13.2米宽，13.2米高，实验空间将由4000立方米扩容至12万立方米，其空间容积将仅次于意大利的地下实验室，扩建费用约3亿元人民币。

　　岳骞希望2016年底之前能够在扩建好的实验室中工作。

　　使用液态氙进行暗物质探测实验的“熊猫X”团队的负责人、上海交通大学和马里兰大学的物理学家、中国“千人计划”入选者季向东说，“我们计划进行一个终极的暗物质捕捉实验，使用20吨的液态氙”。这比目前任何一个同类实验使用的液态氙都要多，“熊猫X”团队现在液态氙的使用量是37千克。

　　在扩建好的实验空间中，研究人员还将开展“核天体物理学”研究。核天体物理是核物理与天体物理的交叉学科，用核(粒子)物理的理论方法研究星体演化等问题。

　　链接：世界最深实验室排名

　　中国锦屏地下实验室(CJPL)岩石覆盖厚度达2400米;

　　美国在建的杜赛尔(DUSEL)二期地下实验室岩石覆盖厚度达2300米;

　　加拿大的斯诺(SNO)地下实验室岩石覆盖厚度约2000米;

　　法国摩丹(Modane)地下实验室岩石覆盖厚度约1700米;

　　意大利格兰萨索(Gran Sasso)地下实验室岩石覆盖厚度约1400米;

　　英国的伯毕(Boulby)地下实验室岩石覆盖厚度达1100米;

　　日本神岗(Kamioka)地下实验室岩石覆盖厚度达1000米;

　　韩国襄阳(Y2L)地下实验室岩石覆盖厚度约700米;

　　美国苏丹(Soudan)地下实验室岩石覆盖厚度约600米;

　　(参考清华大学工程物理系程建平等人发表的《国际地下实验室发展综述》)