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　　海報新聞記者 鄧波 四川涼山報道

　　宇宙是永恒的嗎？它從哪里來，又會到哪里去？對于人類，宇宙永恒存在，但籠罩著神秘的色彩。從古至今，科學家們孜孜不倦地探索星辰大海。據科學家們研究，宇宙本身有95%的存在看不見摸不著，這些未知的存在被叫做暗物質，也被稱作“宇宙幽靈”。

　　因此，探測暗物質對揭開宇宙奧秘至關重要。在位于四川省涼山彝族自治州的錦屏山地下2400米處，這里坐落著全世界最深最“干凈”的地下實驗室——中國錦屏地下實驗室，我國的頂尖科學家們在這里研究暗物質、中微粒子以及恒星演化的奧秘，試圖揭開宇宙最深處的神秘。

　　地下2400米的科學實驗室

　　宇宙演化神秘奧妙，大自然造化鬼斧神工。發源于青海省玉樹州巴彥喀拉山南麓的雅礱江，向東南流向四川西北部。從河源至河口，雅礱江天然落差3000多米，蘊含著豐富的水能資源，由國投集團雅礱江流域水電開發有限公司負責開發。

　　作為金沙江的最大一條支流，雅礱江從青藏高原一路奔流，在四川省涼山境內被海拔3000多米的錦屏山截住了去路，被迫轉彎改道，在這里形成了150公里的U形大河灣，其天然落差高達310米，是水能資源開發的絕佳之地。

　　為了進一步提高水能利用率，國投集團雅礱江流域水電開發有限公司決定截彎取直，直接打穿錦屏山，修建7條隧道，其中4條隧道引水發電，2條隧道用作交通，一條隧道用作排水。

　　2008年8月8日，北京奧運會開幕當天，連接錦屏一、二級兩個水電站的錦屏山交通隧道貫通。隧道的貫通也給暗物質研究帶來了意外的收獲。

　　由于錦屏山山體主體為大理石巖層，放射性極小，而隧道又在巖石下方2400米處，使得隧道中部的宇宙線通量僅為地面的一億分之一。此時正在苦苦尋覓暗物質研究場地的清華大學意識到這里是探索研究暗物質的絕佳之地，迅速與雅礱江水電開發公司取得了聯系。

　　雙方一拍即合，決定共建錦屏實驗室。2010年12月，僅用時一年半，中國錦屏地下實驗室就建成投運，成為我國首個、也是世界最深的地下實驗室，填補了我國深地實驗室的空白，在這里開展的科學研究也填補了我國暗物質研究領域的空白。

　　從“跟跑”實現“領跑”

　　究竟什么是暗物質？清華大學工程物理系博士生張震宇介紹，自開展天文物理學觀察以來，科學家們發現所觀測到的星系團的質量分布和旋轉模式不能對應，于是提出一個新的理論模型，在星系中存在一些人類看不見摸不著的物質，但他們也提供質量和引力，這就是所謂的暗物質。后來科學家們通過各種各樣宇宙學方面的研究，提出暗物質占宇宙總質量的95%以上，因此研究暗物質對揭開宇宙奧秘至關重要。

　　從錦屏山隧道口一路進發，將近20分鐘的車程就到達了位于錦屏山地下2400米的中國錦屏地下實驗室。張震宇在這里已經從事了將近兩年的暗物質研究工作，而在中國錦屏地下實驗室成立之初，清華大學CDEX實驗團隊和上海交通大學PandaX實驗團隊就入駐錦屏地下實驗室。

中國錦屏地下實驗室示意圖。

　　為什么要在地下2400米進行暗物質研究？張震宇告訴海報新聞記者，其實尋找暗物質有多種方法。比如在2015年底發射了“悟空號”暗物質探測衛星，希望通過太空宇宙線來自天體的高能粒子的成分，尋找因為暗物質衰變之后的痕跡，而在地下實驗室尋找暗物質的關鍵，是利用厚厚的巖層阻擋來自宇宙空間的宇宙射線，提供“純凈”的背景，讓暗物質衰變產生的粒子突顯出來，“地面直接觀測暗物質，會受到宇宙射線噪聲的干擾，深入地下，就提供了一個足夠干凈且安靜的環境”。

　　在地下實驗室二期項目工地，這里還在馬不停蹄的建設中，腳手架已經搭建完畢，隧道內墻還在等待裝修，但上海交通大學PandaX實驗團隊就早已入駐，并開展了試驗。PandaX實驗合作組博士后李濤告訴海報新聞記者，暗物質研究爭分奪秒，在國際上也有團隊在做暗物質方向的研究，“我們必須要趕在他們之前給到國際領先的結果。”

　　海報新聞記者了解到，錦屏地下實驗室自建成以后，科學家們在這里取得了一系列喜人的成果，我國的暗物質研究也實現了從“跟跑”“并跑”到“領跑”的跨越式發展。2022年11月21日，清華大學工程物理系牽頭的中國暗物質實驗合作組在國際物理學頂級期刊《物理評論快報》上在線發表題為《基于CDEX-10實驗的對sub-GeV質量的暗物質與電子相互作用的限制》的研究論文。

　　張震宇是這篇論文的第一作者。據他介紹，該篇論文是CDEX合作組基于CDEX-10的205.4公斤天的數據，建立了基于高純鍺探測器的暗物質-電子相互作用的分析方法，首次給出了基于高純鍺探測器的暗物質-電子相互作用直接探測結果。在世界主流的基于固體探測器的暗物質-電子相互作用直接探測實驗中，本工作給出了在>100 MeV的質量范圍內國際領先的限制結果。這一研究成果目前處于國際領先地位。

　　在暗物質研究如火如荼的同時，目前已有越來越多的頂尖科研團隊相繼入駐錦屏地下實驗室。據了解，中國錦屏地下實驗室二期工程預計在2024年建成投入運行，屆時地下可用實驗空間將由之前的4000立方米增加到30萬立方米，錦屏地下實驗室還將建設世界最大的暗物質探測器，并開展多種學科的深地實驗。

　　雅礱江公司錦屏地下實驗室管理局常務副局長李名川告訴海報新聞記者，未來，中國錦屏地下實驗室將成為具備極低氡氣濃度、極低環境輻射、超低宇宙線通量、超潔凈空間等優勢的國際一流深地實驗室，形成粒子物理、核天體物理、宇宙學、生命科學、巖石力學等多學科交叉的世界級開放共享實驗平臺。