揭秘暗物质奥秘:中国开设世界最深最大地下实验室瞄准深空探测
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揭秘暗物质奥秘:中国开设世界最深最大地下实验室瞄准深空探测

文 / Heidi 来源:FX168

FX168财经报社(北美)讯 中国在一座山下7800英尺处开设了世界上最深、最大的地下实验室,旨在揭示暗物质的奥秘。

这个名为中国金平地下实验室二期(CJPL-II)的实验室位于中国西南的四川省,于2023年12月开放,是中国金平地下实验室的扩建,该实验室于2010年首次启动。

据《自然新闻》报道,CJPL-II位于地下7,874英尺,表面积超过1160万立方英尺,根据新闻稿。这使其比意大利的Gran Sasso国家实验室大,后者此前保持着这一纪录。

由于其广泛的山区覆盖,该设施旨在提供研究占据宇宙估计95%的难以捉摸的暗物质的理想条件。

暗物质很难观察

据《自然新闻》解释,可见物质的引力太弱,无法解释为什么快速移动的星系不会解体。因此,有一个总体理论,即宇宙中存在另一种作用于它的物质,或者所谓的暗物质。

从其本质来看,科学家认为暗物质与我们不能看到、能感觉到甚至能见到的物质发生相互作用,甚至是光。这使得通过物理探测器观察变得非常困难,任何类型的观察都很容易被可能污染实验的背景辐射所破坏。

深入地球以防御太空辐射

即使是极其微弱的辐射也可能破坏对暗物质的追踪。例如,宇宙辐射非常微弱,对人类没有影响,但它可能导致能够改变实验结果的背景噪音。

《自然新闻》报道,这就是为什么科学家们正在深入地挖掘以保护他们的探测器。四川省厚实的山脉应该有助于防御来自太空的地球辐射的0.000001%。

来自混凝土或山体内部的弱辐射也可能对探测器造成损害。因此,实验室已经用混凝土和橡胶的混合物进行了衬里,这应该保护它们免受山体辐射的影响。

新的探测器与新的设施相匹配

《自然新闻》报道,实验室的新足迹使CJPL得以扩展其实验设备。CJPL承办了“粒子和天体物理氙实验”(PandaX)和“中国暗物质实验”。

PandaX现在位于一个约32000立方英尺的水箱内,以保护其8800磅的液态氙探测器免受背景干扰。这比它们先前的探测器要好得多,后者只能容纳264磅的液态氙。

《自然新闻》报道,这次升级使PandaX-4T与意大利和南达科他州利德的Sanford地下研究设施中的探测器处于相似的水平,“有了更好的灵敏度,我们可以对探测器进行测试,并测试不同类型的相互作用,”该团队成员宁钊(Ning Zhao)表示,他是中国上海交通大学的一名物理学家。

伊利诺伊州芝加哥大学的物理学家胡安·科拉尔告诉《自然新闻》,探测器是否会改变暗物质物理学领域还有待观察。

PandaX类似于世界各地看到的其他探测器,尚不清楚更好的灵敏度是否会产生更好的结果,“已经有足够的复制了,”他说,并补充说,也许最好是在寻找暗物质的过程中尝试新的方法。

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