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最深的地下实验室

2015-08-13

少年科学 2015年7期
关键词:实验室实验

为什么要在地下那么深的地方建造实验室

揭开暗物质和暗能量之谜,将是人类认识宇宙的一次重大飞跃,可能导致一场新的物理学革命。为此,需要探测暗物质和暗能量的众多实验装置,其中就包括地下实验室。这种特殊的实验室还能帮助地质学家和生态学家解决许多问题。

实验需要最“干净”的环境。这里的“干净”,是指辐射最少、杂质最少。所以尽量遮蔽住宇宙射线,而用岩石阻挡是好办法。

为了让实验室变得更“干净”,工作人员还对环境进行了特殊的包装。实验室外层是1米厚的聚乙烯材料,用于阻拦和吸引中子;然后是20厘米厚的铅层,用于屏蔽外部的伽马射线;20厘米厚的含硼聚乙烯,用于吸收剩余的中子;10厘米厚的高纯无氧铜,用于阻挡铅材料及外部其他材料中的伽马射线。这些屏蔽设备几乎屏蔽掉了能够想到的一切辐射源。

在中国四川省的大山深处,有一个非常神奇的实验室——中国锦屏地下实验室,垂直岩石覆盖厚度达2400米,是目前世界埋深最深的地下实验室。

暗物质在宇宙中,为何要“钻”到地下去探测

暗物质是种特殊的粒子。它们的质量很大,但作用力却微乎其微。每天可能有几万亿个暗物质穿过你的身体,但你却感受不到,因为暗物质的散射截面很小。打个比方,就像一只足球能被球网挡住,但是一个小铁球就能穿网而过,就是因为它的截面比球网的网格小。

如何“网”住暗物质?科学家也想了很多办法。最初的办法是天文观测,但却无法解答“暗物质是什么”。……

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