“我們已接近發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的邊緣”

雅礱江，發(fā)源于巴顏喀拉山，之后一路向南，直到碰到海拔４２００米的錦屏山不得不改變流向，形成一個(gè)Ｕ形的大河彎。昔日為修建錦屏水電站，一條交通隧道連接Ｕ形大河彎的兩側(cè)，中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室便在這隧道中部，上方是巍巍錦屏山。

乘坐急速電梯下行、穿過(guò)層層戒備、瞳孔識(shí)別門禁……和記者想象不同，實(shí)驗(yàn)室不像美國(guó)大片中慣常的入門橋段，從交通隧道入口乘車１０分鐘左右，便到達(dá)實(shí)驗(yàn)室入口。如果不是進(jìn)入隧道前要進(jìn)行安全檢查，很難讓人覺(jué)察到這里的特殊。

但很快，這個(gè)世界頂級(jí)的地下實(shí)驗(yàn)室便開(kāi)始展示出它的力量。記者隨ＰａｎｄａＸ實(shí)驗(yàn)組進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)門后換上防塵衣物，沒(méi)走幾步，手機(jī)信號(hào)隨即徹底消失。實(shí)驗(yàn)室不大，走過(guò)十多米的走廊，便可看到各種管道、儀器和扶梯環(huán)繞的實(shí)驗(yàn)核心裝置，好似一個(gè)層層包裹、白白胖胖的大膠囊。

據(jù)了解，ＰａｎｄａＸ采用液氙技術(shù)，即將氙氣制冷至零下１００攝氏度，當(dāng)暗物質(zhì)跟氙原子發(fā)生碰撞時(shí)，氙原子就會(huì)發(fā)光，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生自由電子。科學(xué)家的工作就是想辦法把這些微弱的光和幾個(gè)自由電子探測(cè)出來(lái)，同時(shí)確認(rèn)這些信號(hào)不是由其他原因引起的。而之所以選用液氙這種介質(zhì)，因?yàn)榕c元素周期表中其他元素相比，選用它能增加與暗物質(zhì)粒子相撞的機(jī)會(huì)。

為盡可能祛除干擾，除實(shí)驗(yàn)室上方的天然巖石層外，實(shí)驗(yàn)核心裝置外還安裝了由銅、聚乙烯、鉛塊組成的多個(gè)屏蔽層，以此將實(shí)驗(yàn)室中的中子、伽馬射線等阻擋在探測(cè)器外。

但即使是這樣層層設(shè)防，各種與暗物質(zhì)無(wú)關(guān)的輻射物還會(huì)與探測(cè)器中的氙原子核發(fā)生每秒成百上千次碰撞，這些干擾信號(hào)要靠計(jì)算機(jī)來(lái)篩選。季向東說(shuō)：“最終值得ＰａｎｄａＸ實(shí)驗(yàn)裝置記錄的發(fā)光事件，大約每秒只有１次，每年就是３０００萬(wàn)次左右?！?/p>

那每年３０００萬(wàn)次發(fā)光事件，有多少是跟暗物質(zhì)真正有關(guān)？季向東坦言：“很可能不到１次?！?/p>

盡管每前進(jìn)一步都很艱難，但過(guò)去五年里，我國(guó)在暗物質(zhì)暗能量研究領(lǐng)域依然取得了跨越式發(fā)展。

２０１４年，ＣＤＥＸ實(shí)驗(yàn)組得到了目前該類探測(cè)器在國(guó)際上最靈敏的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步縮小了暗物質(zhì)可能存在的區(qū)域。ＰａｎｄａＸ實(shí)驗(yàn)組也于同年公布了一期實(shí)驗(yàn)獲得的首批數(shù)據(jù)，對(duì)以往國(guó)際上所有發(fā)現(xiàn)的疑似輕質(zhì)量暗物質(zhì)信號(hào)提出了質(zhì)疑。

為把物理學(xué)“烏云”真變成“彩虹”，世界各國(guó)一直在“賽跑”。

暗物質(zhì)的探測(cè)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在多個(gè)國(guó)家的地下實(shí)驗(yàn)室中開(kāi)展了近２０年，技術(shù)也日趨成熟。目前ＰａｎｄａＸ實(shí)驗(yàn)二期擴(kuò)建接近完成，核心區(qū)液氙規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。

季向東表示，隨著靈敏度的提升，中國(guó)人有望率先找到理論預(yù)言的暗物質(zhì)粒子。

“我們已接近發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的邊緣，我們想要證明，世界前沿科學(xué)之首的問(wèn)題，由中國(guó)人給出答案。”他說(shuō)。（完）