暗物质有望率先被中国科学家找到 暗物质的来龙去脉

２０１０年，这座实验室投入使用，目前有两个中国科学家牵头的实验组进驻，包括上海交通大学牵头组织的ＰａｎｄａＸ实验和清华大学主导的ＣＤＥＸ实验。

在中国锦屏地下实验室拍摄的上海交通大学牵头组织的PandaX实验所用设备（2014年12月24日摄）。 新华社记者 沈伯韩 摄

“我们已接近发现暗物质的边缘”

雅砻江，发源于巴颜喀拉山，之后一路向南，直到碰到海拔４２００米的锦屏山不得不改变流向，形成一个Ｕ形的大河弯。昔日为修建锦屏水电站，一条交通隧道连接Ｕ形大河弯的两侧，中国锦屏地下实验室便在这隧道中部，上方是巍巍锦屏山。

乘坐急速电梯下行、穿过层层戒备、瞳孔识别门禁……和记者想象不同，实验室不像美国大片中惯常的入门桥段，从交通隧道入口乘车１０分钟左右，便到达实验室入口。如果不是进入隧道前要进行安全检查，很难让人觉察到这里的特殊。

但很快，这个世界顶级的地下实验室便开始展示出它的力量。记者随ＰａｎｄａＸ实验组进入实验室，进门后换上防尘衣物，没走几步，手机信号随即彻底消失。实验室不大，走过十多米的走廊，便可看到各种管道、仪器和扶梯环绕的实验核心装置，好似一个层层包裹、白白胖胖的大胶囊。

据了解，ＰａｎｄａＸ采用液氙技术，即将氙气制冷至零下１００摄氏度，当暗物质跟氙原子发生碰撞时，氙原子就会发光，同时也会产生自由电子。科学家的工作就是想办法把这些微弱的光和几个自由电子探测出来，同时确认这些信号不是由其他原因引起的。而之所以选用液氙这种介质，因为与元素周期表中其他元素相比，选用它能增加与暗物质粒子相撞的机会。

为尽可能祛除干扰，除实验室上方的天然岩石层外，实验核心装置外还安装了由铜、聚乙烯、铅块组成的多个屏蔽层，以此将实验室中的中子、伽马射线等阻挡在探测器外。

但即使是这样层层设防，各种与暗物质无关的辐射物还会与探测器中的氙原子核发生每秒成百上千次碰撞，这些干扰信号要靠计算机来筛选。季向东说：“最终值得ＰａｎｄａＸ实验装置记录的发光事件，大约每秒只有１次，每年就是３０００万次左右。”

那每年３０００万次发光事件，有多少是跟暗物质真正有关？季向东坦言：“很可能不到１次。”

尽管每前进一步都很艰难，但过去五年里，我国在暗物质暗能量研究领域依然取得了跨越式发展。

２０１４年，ＣＤＥＸ实验组得到了目前该类探测器在国际上最灵敏的实验结果，进一步缩小了暗物质可能存在的区域。ＰａｎｄａＸ实验组也于同年公布了一期实验获得的首批数据，对以往国际上所有发现的疑似轻质量暗物质信号提出了质疑。

为把物理学“乌云”真变成“彩虹”，世界各国一直在“赛跑”。

暗物质的探测实验已经在多个国家的地下实验室中开展了近２０年，技术也日趋成熟。目前ＰａｎｄａＸ实验二期扩建接近完成，核心区液氙规模进一步扩大。

季向东表示，随着灵敏度的提升，中国人有望率先找到理论预言的暗物质粒子。

“我们已接近发现暗物质的边缘，我们想要证明，世界前沿科学之首的问题，由中国人给出答案。”他说。

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