“我們已接近發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的邊緣”

雅礱江，發(fā)源于巴顏喀拉山，之后一路向南，直到碰到海拔４２００米的錦屏山不得不改變流向，形成一個Ｕ形的大河彎。昔日為修建錦屏水電站，一條交通隧道連接Ｕ形大河彎的兩側(cè)，中國錦屏地下實驗室便在這隧道中部，上方是巍巍錦屏山。

乘坐急速電梯下行、穿過層層戒備、瞳孔識別門禁……和記者想象不同，實驗室不像美國大片中慣常的入門橋段，從交通隧道入口乘車１０分鐘左右，便到達(dá)實驗室入口。如果不是進(jìn)入隧道前要進(jìn)行安全檢查，很難讓人覺察到這里的特殊。

但很快，這個世界頂級的地下實驗室便開始展示出它的力量。記者隨ＰａｎｄａＸ實驗組進(jìn)入實驗室，進(jìn)門后換上防塵衣物，沒走幾步，手機(jī)信號隨即徹底消失。實驗室不大，走過十多米的走廊，便可看到各種管道、儀器和扶梯環(huán)繞的實驗核心裝置，好似一個層層包裹、白白胖胖的大膠囊。

據(jù)了解，ＰａｎｄａＸ采用液氙技術(shù)，即將氙氣制冷至零下１００攝氏度，當(dāng)暗物質(zhì)跟氙原子發(fā)生碰撞時，氙原子就會發(fā)光，同時也會產(chǎn)生自由電子。科學(xué)家的工作就是想辦法把這些微弱的光和幾個自由電子探測出來，同時確認(rèn)這些信號不是由其他原因引起的。而之所以選用液氙這種介質(zhì)，因為與元素周期表中其他元素相比，選用它能增加與暗物質(zhì)粒子相撞的機(jī)會。

為盡可能祛除干擾，除實驗室上方的天然巖石層外，實驗核心裝置外還安裝了由銅、聚乙烯、鉛塊組成的多個屏蔽層，以此將實驗室中的中子、伽馬射線等阻擋在探測器外。

但即使是這樣層層設(shè)防，各種與暗物質(zhì)無關(guān)的輻射物還會與探測器中的氙原子核發(fā)生每秒成百上千次碰撞，這些干擾信號要靠計算機(jī)來篩選。季向東說：“最終值得ＰａｎｄａＸ實驗裝置記錄的發(fā)光事件，大約每秒只有１次，每年就是３０００萬次左右。”

那每年３０００萬次發(fā)光事件，有多少是跟暗物質(zhì)真正有關(guān)？季向東坦言：“很可能不到１次。”

盡管每前進(jìn)一步都很艱難，但過去五年里，我國在暗物質(zhì)暗能量研究領(lǐng)域依然取得了跨越式發(fā)展。

２０１４年，ＣＤＥＸ實驗組得到了目前該類探測器在國際上最靈敏的實驗結(jié)果，進(jìn)一步縮小了暗物質(zhì)可能存在的區(qū)域。ＰａｎｄａＸ實驗組也于同年公布了一期實驗獲得的首批數(shù)據(jù)，對以往國際上所有發(fā)現(xiàn)的疑似輕質(zhì)量暗物質(zhì)信號提出了質(zhì)疑。

為把物理學(xué)“烏云”真變成“彩虹”，世界各國一直在“賽跑”。

暗物質(zhì)的探測實驗已經(jīng)在多個國家的地下實驗室中開展了近２０年，技術(shù)也日趨成熟。目前ＰａｎｄａＸ實驗二期擴(kuò)建接近完成，核心區(qū)液氙規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。

季向東表示，隨著靈敏度的提升，中國人有望率先找到理論預(yù)言的暗物質(zhì)粒子。

“我們已接近發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的邊緣，我們想要證明，世界前沿科學(xué)之首的問題，由中國人給出答案。”他說。（完）