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      在地下2400米,“傾聽”暗物質(zhì)(來自科研一線的聲音)

      2025-01-25 08:22:00

      來源:人民網(wǎng)-人民日?qǐng)?bào)

        清華大學(xué)研究人員正在觀察大型低溫液氮屏蔽裝置的液氮灌注情況。

        受訪者供圖

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        清華大學(xué)研究人員正在觀察大型低溫液氮屏蔽裝置的液氮灌注情況。
        受訪者供圖

        在位于四川省涼山彝族自治州的中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室和極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施(以下簡稱“錦屏大設(shè)施”)內(nèi),我們正以獨(dú)特方式迎接新春。

        我們選擇在深地“仰望星空”,是因?yàn)檫@里能提供輻射更低的環(huán)境。暗物質(zhì)探測(cè),信號(hào)弱、難度大,我們需要一個(gè)極為安靜的場所,一個(gè)“地底音樂廳”,來傾聽宇宙里最美妙的音樂。

        在錦屏大設(shè)施三大極深地下極低輻射本底屏蔽平臺(tái)之一的大型低溫液氮屏蔽裝置,我們正在進(jìn)行液氮灌注。

        雖然2400米厚的巖石能阻擋大部分宇宙射線,使實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的宇宙線通量降低8個(gè)數(shù)量級(jí),只有地面的一億分之一,但是環(huán)境中仍有部分輻射存在。我們把高純鍺探測(cè)器放在液氮罐中間,液氮既相當(dāng)于一層屏蔽體,能吸收、慢化中子,阻擋伽馬射線等對(duì)探測(cè)器的干擾,同時(shí)又能為探測(cè)器提供近零下200攝氏度的低溫,幫助探測(cè)器更好地工作。

        目前裝置內(nèi)液氮液位已達(dá)到1米,灌注完成后,裝置將容納1725立方米(約等于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)游泳池體積)的液氮,為我國新一代暗物質(zhì)直接探測(cè)、無中微子雙β衰變實(shí)驗(yàn)提供探測(cè)器低溫工作環(huán)境和輻射屏蔽系統(tǒng)。

        與液氮灌注同步,由清華大學(xué)牽頭的中國暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)(CDEX)正在進(jìn)行下一代高純鍺陣列暗物質(zhì)直接探測(cè)實(shí)驗(yàn)CDEX—50的建設(shè),目前正在開展高純鍺探測(cè)器的測(cè)試工作。相比于上一代CDEX—10實(shí)驗(yàn),CDEX—50的液氮屏蔽從約1立方米提升到1725立方米,探測(cè)器總質(zhì)量從10公斤提升到50公斤,預(yù)期暗物質(zhì)探測(cè)靈敏度將提高2個(gè)數(shù)量級(jí)。

        同時(shí),在錦屏大設(shè)施另一極深地下極低輻射本底屏蔽平臺(tái)——世界最大的聚乙烯屏蔽艙中,正在建設(shè)16套超低本底伽馬譜儀,可對(duì)材料中的微量放射性進(jìn)行高靈敏度的檢測(cè),未來將開展規(guī)模更大的各類低本底研究。

        《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2025年01月25日 06 版)

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