深地2400米:中国科学家探寻宇宙奥秘
近日,新华社记者随“活力中国调研行”采访团造访上海的李政道研究所,该所特聘学者、PandaX项目副发言人周宁接受了采访,讲述了他与团队在上海交大PandaX暗物质实验室的探索历程。
现代宇宙学观测显示,一种不可见的暗物质充斥宇宙,主导着星系的演化,尽管它占据了物质总量的85%,却始终未被直接观测到。自上世纪80年代起,国际学界开展了众多实验来搜寻暗物质粒子,其中深地液氙实验表现突出。2009年,上海交通大学牵头启动了PandaX液氙暗物质与中微子探测实验。
PandaX团队将目光锁定在距上海2000公里的四川锦屏,这里坐落着我国乃至世界最深的地下实验室。在锦屏山2400米深处,实验室的宇宙射线通量仅为地面的亿分之一,为暗物质探测创造了极为静谧的实验环境。
为捕捉宇宙微光,周宁及其团队成功研发了PandaX-4T四吨级液氙探测器。他们将氙气冷却至零下100摄氏度,并将其置于900立方的高纯水屏蔽体中,以捕捉暗物质的撞击痕迹。这些技术突破推动我国暗物质研究跻身国际前列。
自2009年至今,PandaX实验组已历经三代探测器更迭,科研人员潜心坚守了17年。期间成果丰硕:2021年获得大质量暗物质探测的世界最强限制,刷新了参数边界;2024年首次观测到太阳中微子与原子核的相干弹性散射信号,该成果入选美国物理学会年度十大亮点,成为当年唯一入选的中国项目。
记者:薛宁婧、孙文豪、孙青


