世界上最深最大的地下实验室

世界上最深最大的地下实验室

人类对于世界和宇宙的好奇心向来旺盛，对此建立了很多实验室来发现未知的奥秘。对于实验室而言大家想必都不陌生，但说起地下实验室很多人就知之甚少了。由于一些科学实验需要极为复杂的环境，而地表上又无法满足这些条件，于是科学家们就把眼光放到了地底，建立了地下实验室。这些实验室有各种各样的研究目的，在如今世界上现存的地下实验室中，中国的锦屏极深地下暗物质实验室，是世界上岩石覆盖最深也是最大的实验室，而它的主要研究目的，就是找到暗物质。

现代科学研究表明，宇宙中暗物质占全部物质总质量的80%以上。暗物质粒子无处不在，但人体却无知无觉。也只有最精密的仪器，才可能捕捉到它与原子核碰撞产生的微弱信号。暗物质最重要的一点是，它促成了宇宙结构的形成，可以说如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星，也更谈不上今天的人类了。所以研究暗物质意义重大，价值非凡。如果暗物质的研究一旦有所突破，不仅将可能改变人类对于宇宙、天体形成和运动的认识，它还可以衍生和运用到更广的领域，例如，气候、能源等诸多世界级生存难题，甚至改变人类对原有的时间和空间的认识，那将是近几十年以来最为重要的物理学研究成果。

所以说到底，如果我们不了解暗物质的性质，就不能说了解了宇宙，也就不能把握人类的未来。现在已经知道的暗物质是中微子和黑洞。但是它们对暗物质总量的贡献是非常微小的，暗物质中的绝大部分还不清楚。所以还需要进一步去找到和研究暗物质的踪迹。

在地表，宇宙射线和生活辐射会严重干扰到暗物质的探测，即使有时候原子核与暗物质发生有效撞击，但碰撞产生的信号会因为这些干扰而无法被鉴别到。而在极低辐射的地下，可以最大程度地屏蔽宇宙射线等的影响，让探测器探测到有效的信号，让这个方法奏效。于是有志研究暗物质的各国都开始挖洞，建立自己的地下试验所。

由我国的高等学府——清华大学主持了这个工程，并与二滩公司进行了深度合作，终于建立了我国第一个“极深实验室”，它在世界上也尚数首例，更拿下了世界之最。我国科学家给它起了个好听的名字，叫做“中国锦屏极深地下暗物质实验室”。可能这样听起来有些太神秘，下面，就让小编来给大家讲一讲，这座实验室究竟有多厉害吧？

它代表着中国的实验室建设技术有了新的突破，而且，我国也将加入暗物质相关的研究项目，跟进前沿的科学领域。它深处地下2400米，建设难度可想而知。为何要如此费劲的将它建设在如此深的地方呢？这是因为在深处，可以拥有更“干净”的环境，这里的干净并非指的是空气，而是指的宇宙辐射。

对于暗物质来说，可能会受宇宙射线的影响，而在地表深处，宇宙射线量仅为表面的约亿分之一。同时，这里的环境也相对干净，没有什么多余的杂质。深为2400米的地方，就可以打造一个非常理想的环境，将其遮蔽在外。这是因为岩石材料的阻隔效果，要远比其他方法更好。

最早建立地下实验室的国家有美、英、法、意大利、加拿大、日本、印度、俄罗斯，且都取得重大的科研成果。从深度来说，意大利的国家格兰莎索实验室建造在地下1400米深处，美国的桑德福研究所位于地下1500米深处。而我国的棉屏山实验室建设于2010年，位于地下垂直深度2400米，是目前世界上岩石覆盖最深的实验室，也是观测环境最好的地下实验室。

▲中国锦屏地下实验室

地下实验室之所以有效，关键就在于岩石层。

评价一个地下实验室性能的最重要的参数，就是实验室的宇宙射线通量水平。通常在地面每秒每平方米大约有100多个宇宙射线，海拔越高，宇宙射线越高。而岩石的天然放射性特别低，锦屏实验室的垂直岩石覆盖厚度达2400多米，这个深度已经把宇宙射线屏蔽的含量很少了，不仅物理屏障，实验室还采用了人工屏蔽方法。在这种条件下获得的关于暗物质研究的数据，可以说是最准确权威的，也让我国的暗物质研究极具参考价值，走到了世界前列。

▲示意图

而这个实验室，不仅有我国的研究人员在工作，不少国外团队也申请将自己的科研项目整体移到锦屏地下实验室中。而其中的核心便是高纯锗探测器。听到这个名词，很多小伙伴都是一头雾水，实际上，通俗来讲，它就是一种捕捉暗物质的猎手，像是一张“网”一样。如果能够捕捉到它的身影，并加以利用和分析，定能为科学行业带来颠覆性的变化，因为它蕴含的能量远超人们的想象，或许能够成为新的能源方式。人们对于暗物质的期待还有很多，不过目前还仅仅是理论支持，更需要实验带来新的发现。

全文完，谢谢阅读。