很难想象,我国在四川凉山锦屏水电站隧道中部地下2400米处,造了一个全球最深、最大的极深地下实验室。
以一层楼3米高来计算,那就是地下800层的深度!
2010年12月12日,中国锦屏地下实验室一期投入使用。
2023年12月7日,中国锦屏地下实验室二期前沿物理实验设施工程完工,全球最深、最大的极深地下实验室正式投入科学运行。
专家在全国各地考察了很久,最终锁定在四川锦屏,因为这里的垂直岩石覆盖厚度达2400米,山体能有效屏蔽99.999999%的宇宙射线,为实验室提供一个极其纯净的研究环境。
实验室上方有世界最大规模长引水式水电站锦屏二级水电站,能提供充足的电能。
此外,水电站本身就有一条总长17.5公里的隧道群,能极大程度提高实验室的建设成本和效率,也方便后期工作人员的进出和运输设备物资。
虽然有现成的隧道,但考虑到还需要在地下2400米单独修建实验室,岩体承受的最大压力超过113兆帕,相当于11000多米的水压力作用在岩石上,所以稍不注意就会引发岩爆塌方。
在施工过程中,确实也发了多次小型岩爆,其中最严重的一次极强岩爆,产生的能量相当于2.3级地震,当时约有1000立方米的岩石出现塌方,不过好在最后都挺了过来。
另一大难点在于氡气。
氡气会影响精密仪器的测量精准度,长期沉积能让仪器数据差异高达100%,不巧的是,锦屏山下方岩体会释放氡气。
为此,科研人员想了一个办法,给实验室表面定制一套“防护服”,由10层材料组成,厚度约10公分,膨胀螺栓20多万个,锚杆5万多个,拼接缝5万多米。
这层特制防护服能屏蔽岩石产生的水和氡气,其中氡气抑制率高达99%。
早期,国内没有合适的深地实验环境条件,大量来自清华大学、上海交通大学、中国原子能科学研究院等高端人才,只能通过租赁其他国家的实验室做研究,但很多方面都受到限制,极大程度影响了科学研究。
我们迫切渴望能拥有一个属于自己的深地实验室,值得庆幸的是,我们不仅成功了,还创造了多个“世界第一”。
锦屏深地实验室容积约33万立方米,是第二大的格兰萨索实验室的1.8倍。
锦屏深地实验室位于地下2400米,宇宙射线通量只有地面的亿分之一,是全球最深地下实验室。
目前,包括清华大学CDEX实验团队和上海交大PandaX实验团队,共有约10个团队已经入驻开始了科学研究,主要研究内容包括暗物质探测,其他研究包括中微子研究,核天体物理、深地医学、深地岩石力学、微弱力测量等多个学科门类。
从实验室正式投入使用以来,中国科研团队累计发布120多篇高质量论文,获得了多个奖项,例如2022年自然科学一等奖,同时也培养出了一大批年轻杰出人才。
宇宙远没有我们想象中的这么简单,2025年最新研究数据,由原子、分子构成的物质,也就是宇宙中我们观测到的“实物”,仅占宇宙总质能的5%。
这就细思极恐了,言下之意,还有95%的“东西”我们没有观测到。
余下部分中,暗能量占比68%-74%,暗物质占比26%-27%。
暗物质是宇宙中的一种不可见的物质,之所以被推测出来,是因为大量观测显宇宙的质量总和,其实是远低于总质量的,所以被引入了暂时还不可见的“暗物质”概念。
假设一个长200米,宽200米,高200米的空间内有一个人,肉眼看到后,测出这片空间内的质量是A。
但是空气也有质量,经过精密计算后,得出这片空间所有物质的质量是A+X,那么X就是空气的质量,虽然肉眼看不见,但却真实存在,由于我不是专业的,尽量通过比喻来表达。
研究暗物质和暗能量,但凡有点新的发现,都将推翻以往大量研究成果,背后带来的效果不是三言两语能说清楚的,没准能研发出新的武器,又或者研发出新的能量形式,目前这块谁也说不准,但谁先研究肯定占据优势。
就像张三在研究今天中午吃什么菜的时候,李四已经开始研究空气动力学了,遥遥领先肯定是有必要的。
更新时间:2025-04-20
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