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锦屏地下实验室志在牵头国际大科学计划

科普小知识2022-09-26 09:19:34
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“中国金平地下实验室拥有世界上最深的岩石覆盖层、最大的可用空间和最小的宇宙射线干扰,将在未来很长一段时间内成为世界上最重要的地下实验室之一。”中国人民政治协商会议全国委员会委员、锦屏地下实验室主任程建平8日对《每日科学》表示,该团队已经提出了“锦屏深层中微子和暗物质研究”的国际科学计划,并期待进一步利用该平台的优势。

锦屏地下实验室位于四川省凉山州锦屏山,深度2400米。它位于17.5公里长的锦屏山隧道的中间。这里有一个进行中微子和暗物质直接探测实验的绝佳环境——厚厚的岩石层是宇宙射线的天然屏蔽层。在实验室里,宇宙射线通量可以下降到地面的1/1亿。

程建平说,清华大学领导的CDEX暗物质直接探测实验、上海交通大学领导的潘达克斯暗物质直接探测实验和中国原子能科学研究院领导的朱纳核天体物理实验已经在实验室的第一阶段进行了研究。这两个暗物质探测项目也取得了与国际社会平行的研究成果。

更多的研究团体也在等待进入这个“国家重量级”——液态氩暗物质实验计划、太阳中微子实验计划、无中微子双β衰变实验计划、国内科学家提出的核天体物理学实验计划...目前,锦屏地下实验室二期已完成30万立方米的岩土工程建设。“十三五”国家重大科技基础设施也将建立在金平地下实验室的基础上,到2020年底,该实验室将具备承担实验项目的条件。

程建平透露,清华大学领导的CDEX实验组正在推动联想集团在锦屏进行吨高纯锗无中微子双β衰变实验。这个合作小组由来自中国、美国、欧洲和其他地区40多所大学和研究机构的数百名科学家组成。

联想实验要求极高的物理灵敏度。放眼世界,只有两个深层实验室符合要求——金平地下实验室和加拿大斯诺地下实验室。此外,前者比后者有更深的岩石覆盖层和更多的可用空间。“中国科学家深入参与了系统方案的设计、核心技术的研究和开发,以及联想集团吨级实验探测的屏蔽方案设计。我国在国际竞争中处于有利地位。”程建平说,如果中国能贡献相当大的一部分资金,它就能领导这样一个大规模的国际合作研究项目,“这一领域的研究预计将在未来20至30年继续领先于世界”

在暗物质方面,中国科学院高能物理研究所的科学家也参与了液态氩暗物质实验的国际合作研究,主要由美国和意大利进行。国际合作小组将来可能进行300吨液态氩暗物质实验研究。锦屏地下实验室是可能的地点之一。

事实上,经过几十年的发展,以无中微子双β衰变实验和直接探测暗物质为代表的前沿研究不仅取得了成果,也面临着更大的挑战,需要世界各国科学家团结起来,利用最有利的实验平台共同解决难题。

2018年,经**批准,正式发布《积极领导国际重大科学项目和重大科学工程项目组织》。科技部国际合作司司长叶东白在解释该计划时指出,领导组织国际重大科学项目和重大科学项目是解决世界重大科学问题的有力工具,可以为解决世界重大科学问题贡献中国智慧。

“锦屏地下实验室为中国科学家提供了一个‘独一无二’的平台优势,让他们能够率先在深海前沿开展国际科学项目。”程建平希望抓住物理学的机遇,取得国际领先的成果,在世界粒子物理学领域发出中国的声音。