冬日的大涼山,風和日麗,溫暖如春。從四川省涼山州西昌市驅(qū)車兩個多小時,鉆過牦牛山,穿過雅礱江,一頭扎進錦屏山深處。
越野車在隧道里穿行,這是國投集團雅礱江流域水電開發(fā)有限公司修建錦屏水電站時打通的交通洞,也是目前連接錦屏一級、二級水電站的交通要道。當記者以為去2400米的地下實驗室,還要往地底下行駛時,只聽得司機師傅說,“世界最深的實驗室到嘍!”
錦屏大設(shè)施連接隧道 林淵攝
錦屏地下實驗室二期內(nèi)部全部做了防水抑氡處理,10厘米厚的保護層微微泛黃,通道頂部和兩側(cè)擠滿了電力、消防、新風和空調(diào)管道。一路往前,眼前不停閃過正在運行的除氡設(shè)施、等待安裝的實驗設(shè)備、靜待使命的逃生艙,頗有科幻電影的既視感。
追趕世界腳步,科學(xué)研究日夜不停。春節(jié)期間,上海交通大學(xué)PandaX粒子與天體物理氙探測實驗團隊8人仍堅守在實驗室,搜尋暗物質(zhì)、研究中微子性質(zhì)。上海交通大學(xué)副教授、博導(dǎo)王少博帶著4名博士生正在巡檢,對探測器運行進行現(xiàn)場運維。
上海交通大學(xué)PandaX實驗組成員在組裝分子泵泵組。 王凡攝
王少博指著超凈間里高速運轉(zhuǎn)的實驗設(shè)備自豪地說,這里運行的自然液氙探測器是第三代實驗。2009年開始運行100公斤級是跟國際并跑,現(xiàn)在升級到4噸級,實驗水平已經(jīng)國際領(lǐng)先。
2024年,他們首度探測到來自太陽硼8中微子相干散射信號對暗物質(zhì)干擾,標志著我國暗物質(zhì)測量靈敏度已經(jīng)達到里程碑水平。這是國內(nèi)唯一入選2024年美國物理學(xué)會十大科技進展的科研成果。
位于中國錦屏地下實驗室二期的粒子和天體物理氙探測實驗PandaX-4T實驗裝置(資料照片)
中國錦屏地下實驗室是世界上“空間最大”“埋深最深”“宇宙線通量最少”“輻射本底最低”“運輸最便利”“綜合保障條件最好”的實驗室,為科研工作者勇攀世界科技高峰,加快從跟跑并跑向領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了得天獨厚的條件。
“在錦屏地下實驗室建成之前,中國沒有地下實驗室。2008年8月8日,埋深2400米的錦屏山隧道貫通。當時我的導(dǎo)師岳騫在韓國襄陽地下實驗室租借1㎡的樓梯間用5克高純鍺做實驗??吹竭@個消息他興奮不已,立馬組織團隊前來考察。”博士生張震宇講述著由清華大學(xué)牽頭的中國暗物質(zhì)實驗誕生過程,并沒停下手中的工作。他和另兩名90后博士同學(xué)戴著厚厚的防凍手套,用扳手擰緊液氮罐的螺母,馬不停蹄地為下一代高純鍺探測器做測試。
清華大學(xué)CDEX實驗組成員張震宇正在用扳手擰緊液氮罐的螺母。 王凡攝
“在錦屏實驗室一期,只有我們和上海交通大學(xué)擠在狹長的過道里,背靠背做實驗,開展暗物質(zhì)探測?,F(xiàn)在二期空間從4000立方米擴大到30萬立方米,規(guī)劃了8個實驗大廳,每個寬14米高14米長60米的實驗大廳可以容納更多實驗設(shè)備。同時部分實驗大廳還根據(jù)實驗需要進行了擴挖,我們1725立方米的液氮恒溫器直徑有18米,基坑深度也有18米,容積差不多是一個標準游泳池?!毙熹J同學(xué)見縫插針補充道,“下一階段實驗的探測器總靈敏質(zhì)量從10公斤提升到50公斤,液氮屏蔽從約1立方米提升到1725立方米,預(yù)期暗物質(zhì)探測靈敏度將提高2個數(shù)量級。”
通過觀察窗可以看到液氮屏蔽裝置的液氮液位已達到1米。 林淵攝
科研條件不斷改善,設(shè)備不斷升級,勇攀科技前沿底氣更足。
2024年,中國原子能科學(xué)研究院JUNA錦屏深地核天體物理實驗團隊也在對科研裝置進行升級:把離子源階段引出電壓從40千伏升級到80千伏,同時,在現(xiàn)有固體靶基礎(chǔ)上新增一條氣體靶束線。
“能量增加,可以復(fù)現(xiàn)出宇宙中更多反應(yīng),能量范圍越大,能做的實驗就越多;增加氣體靶,也是為了完成更多的實驗?!敝袊幽芸茖W(xué)研究院工程師曹富強對新的科研發(fā)現(xiàn)充滿期待。
中國原子能科學(xué)研究院JUNA錦屏深地核天體物理實驗室。 王凡攝
“我們正在建設(shè)下一代數(shù)十噸級液氙實驗探測器,屆時實驗靈敏度將遠高于當前實驗水平?!蓖跎俨┬判臐M滿地說,“錦屏地下實驗室讓我國在暗物質(zhì)研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從追趕到領(lǐng)跑的跨越,這有力證明了高水平科技自立自強這條路我們走得通、走得好!”
據(jù)雅礱江公司錦屏地下實驗室管理局副局長申滿斌博士介紹,十多年來,入駐的清華大學(xué)、上海交大、中國原子能科研院等高校和科研院所的11個實驗項目組,取得近50項國際領(lǐng)先的科研成果,助力我國暗物質(zhì)及核天體物理前沿基礎(chǔ)科學(xué)研究進入全球第一方陣,實現(xiàn)了從“跟跑”“并跑”到“交替領(lǐng)跑”的跨越。(人民日報客戶端四川頻道王明峰林淵)