“我們已接近發現暗物質的邊緣”

雅礱江，發源于巴顏喀拉山，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，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，便到達實驗室入口。如果不是進入隧道前要進行安全檢查，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實驗組進入實驗室，進門后換上防塵衣物，沒走幾步，手機信號隨即徹底消失。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。

據了解，ＰａｎｄａＸ采用液氙技術，即將氙氣制冷至零下１００攝氏度，當暗物質跟氙原子發生碰撞時，氙原子就會發光，同時也會產生自由電子。科學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，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粒子相撞的機會。

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防，各種與暗物質無關的輻射物還會與探測器中的氙原子核發生每秒成百上千次碰撞，這些干擾信號要靠計算機來篩選。季向東說：“最終值得ＰａｎｄａＸ實驗裝置記錄的發光事件，大約每秒只有１次，每年就是３０００萬次左右。”

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

盡管每前進一步都很艱難，但過去五年里，我國在暗物質暗能量研究領域依然取得了跨越式發展。

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果，進一步縮小了暗物質可能存在的區域。ＰａｎｄａＸ實驗組也于同年公布了一期實驗獲得的首批數據，對以往國際上所有發現的疑似輕質量暗物質信號提出了質疑。

為把物理學“烏云”真變成“彩虹”，世界各國一直在“賽跑”。

暗物質的探測實驗已經在多個國家的地下實驗室中開展了近２０年，技術也日趨成熟。目前ＰａｎｄａＸ實驗二期擴建接近完成，核心區液氙規模進一步擴大。

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言的暗物質粒子。

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