科学家地下2400米寻觅「宇宙幽灵」

????? 图为车辆通过锦屏山隧道。中国锦屏地下实验室便在隧道中部，上方是锦屏山。

????? 全球最深的暗物质探测实秋季夏季工服公司验室——中国锦屏地下实验室，地处四川南部地底深处，在那里，一批中国科学家正寻觅目前还是理论存在的暗物质，希望觅得被科学界称为「宇宙幽灵」的蛛丝马迹。

什么是暗物质？普通人对它的直观认识多来自科幻作品。在电影《变形金刚》中，机器人「禁闭」所驾驶的飞船就是由它驱动进行星际航行的。在小说《三体》里，它是太阳系遭受高级外星文明攻击后的隐形残骸。这些奇异创作的科学依据就来自人类久寻不得的「暗物质」。

?????? 科学家：暗物质份额远超人类可看到的物资

如果把21世纪现代物理学和天文学比作「晴朗天空」，暗物质和暗能量则被看作「两朵乌云」，二者难以用现有理论解释。

这不是物理学「天空」第一次出现「乌云」。

19世纪末，以牛顿经典力学为基础的经典物理学大厦被认为「已经建成」，仅需「修修补补」。但有两个实验结果与理论预测不符合的问题：黑体辐射和以太漂移，这「两朵乌云」漂浮于当时的物理学「天空」中。

正是这「两朵乌云」，催生了物理学在20世纪早期的两场革命：相对论和量子力学，两者极大改变了人类对宇宙的认识。

旧云方散，新「云」又来。存在于物理学天空的「新乌云」至今仍横亘在研究的「天空」。十多年前，美国国家研究理事会将「什么是暗物质」列为21世纪与宇宙相关的重大前沿科学问题之首。

?????? 据悉，科学家曾尝试用力学和光度两种不同的方法测量整个宇宙的质量。使人惊讶的是，两者结果差异巨大。就好像分别用度量准确的杆秤和电子秤称量同一个苹果，结果却出现了数量级差异。换句话说，在现有的理论框架下，如果仅有肉眼可见的物质，是无法维持宇宙运行的。进一步说，如果没有暗物质，星系早已分崩离析，四散奔逃。

中国「千人计划」专家、上海交通大学鸿文讲席教授季向东将暗物质比喻成宇宙中的「幽灵」。他说，迄今的研究和分析表明，暗物质在宇宙中所占的份额远远超过目前人类可以看到的物质。「我们通常所观测到的普通物资只占宇宙质量的5％。」

??????? 在搜索暗物质的道路上，目前主要有3种方法：一是利用粒子对撞产生暗物质视察其衰变的产生实验，主力装备是欧洲核子中心的大型强子对撞机。二是基于暗物质湮灭产生反物质的原理在太空进行的湮灭实验。3是丈量暗物质散射至液体或固体的散射实验。目前中国锦屏地下实验室的两个实验组均属第三类。

存在于宇宙中的暗物质，为何要到地下探测？

刘江来把暗物质比作宇宙中的「雾霾」，地球则是在「雾霾」中行驶的汽车，「雾霾」中的颗粒撞击汽车就会发出「响声」，实验探测器的任务就是把这类「响声」记录下来。

探测实验的主要困难就是宇宙线和地球上无处不在的放射性，要尽最大可能排除其对实验本底的干扰。用刘江来的话说，就是「去掉『汽车和周边环境产生的各种声音』」。

暗物质的「声音」有多小？「就好像听众坐在第一排听音乐会，还要听清30米外一只蚊子的嗡嗡声。」刘江来比喻说。

锦屏地下实验室对「滤声」而言，条件得天独厚。实验室深度为全球同类实验室中最深，上方2．4千米厚的岩石层可拦截大部分穿透力极强的宇宙射线，使其数量降至地面水平的亿分之一。同时地下岩洞构成岩石主要是大理石，不存在多少辐射材料，且阔别会导致毛病信号的辐射源。
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