中國在地下2500米探測暗物質(zhì)
PandaX計劃和CDEX計劃都希望今年底前探測到弱相互作用大質(zhì)量粒子
來源：文匯報 2013-2-22 姜澎
中國科學(xué)界參與暗物質(zhì)探測的PandaX計劃和CDEX計劃,，目前正在四川錦屏山地下2500米的暗物質(zhì)探測地下實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,，他們都希望今年年底前能夠探測到弱相互作用大質(zhì)量粒子。
據(jù)了解,，PandaX計劃由上海交通大學(xué)牽頭,，上海應(yīng)用物理研究所,、山東大學(xué),、北京大學(xué),、美國密歇根大學(xué)、馬里蘭大學(xué)和雅礱江水電開發(fā)公司聯(lián)合參與,。CDEX計劃則由清華大學(xué)牽頭,。而在本月20日最新出版的《自然》雜志上，位于中國四川錦屏山2500米地下的暗物質(zhì)探測地下實(shí)驗(yàn)室,，被認(rèn)為是目前世界上具備最好探測條件的地下實(shí)驗(yàn)室,。
中國團(tuán)隊(duì)的加入，顯然使世界上暗物質(zhì)的研究者受到了很大的鼓舞,。據(jù)介紹,，在此前，世界上最好的地下實(shí)驗(yàn)室是位于意大利的GRANSASSO地下實(shí)驗(yàn)室,，在那里進(jìn)行的XENON100實(shí)驗(yàn),，由意大利、美國,、日本等國際團(tuán)隊(duì)共同加入,，上海交通大學(xué)也是參加實(shí)驗(yàn)的單位之一。
在幾年前,，中國科學(xué)家要探測暗物質(zhì),，一直需要到國外的地下實(shí)驗(yàn)室去進(jìn)行試驗(yàn)。直到中國國家自然科學(xué)基金委和科技部聯(lián)合建立了中國的暗物質(zhì)探測“國家隊(duì)”,，并且由清華大學(xué)和二灘水電站聯(lián)合建立了中國暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室,，在2010年12月12日投入使用。
錦屏山實(shí)驗(yàn)室的山洞是大理石,，本身輻射就比花崗巖要低,。而且地下暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)除了利用巖層屏蔽高能量的宇宙線外，本身還需要相當(dāng)復(fù)雜的人工屏蔽,，以消除自然界放射性的影響,。以錦屏山的實(shí)驗(yàn)室為例，墻壁有涂層以盡量阻斷巖體釋放氡氣,，探測器屏蔽最外層用1米厚的聚乙烯層慢化巖石中同位素放射性產(chǎn)生的中子,，中間用20厘米的鉛層屏蔽伽馬光子，里層用15厘米的無氧銅屏蔽,。
PandaX計劃的負(fù)責(zé)人,、上海交通大學(xué)物理系教授季向東昨天告訴記者，PandaX計劃將通過液氙在地下探測暗物質(zhì)粒子,。按照計劃,，設(shè)備最晚將在2016年升級到1噸液氙的量級。據(jù)悉,，運(yùn)用同樣方法進(jìn)行探測的意大利XENON100試驗(yàn),，原本被認(rèn)為最有希望出成果，卻在去年宣布沒能找到暗物質(zhì),，甚至一度懷疑暗物質(zhì)的存在,。但該實(shí)驗(yàn)室今年宣布，將提前把液氙的量級提升到1噸的量級,，使實(shí)驗(yàn)的精度提升100倍,。據(jù)上海交通大學(xué)物理系的天體物理學(xué)家王斌教授介紹：“這就像用網(wǎng)捕魚，用一張大網(wǎng)能夠捕捉到更多的粒子，這樣發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的幾率也許會更高,。”
季向東教授說,，PandaX計劃希望能夠超過XENON100的靈敏度，由此設(shè)備一直處于不斷完善之中,。他說,，“我們也歡迎國際機(jī)構(gòu)加入一起從事研究，共同提高技術(shù),。”
而清華大學(xué)牽頭的另一個中國暗物質(zhì)探測項(xiàng)目CDEX項(xiàng)目也在這一實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,，不同的是，CDEX項(xiàng)目是利用高純鍺探測器探測暗物質(zhì),。
