錦屏地下實驗室志在牽頭國際大科學計劃

科技日報記者 張蓋倫

“中國錦屏地下實驗室，具有世界最深的岩石覆蓋、最大的可用空間、最小的宇宙線干擾，在未來相當長時間內，它都將是世界最重要的地下實驗室之一。”全國政協委員、錦屏地下實驗室主任程建平8日告訴科技日報記者，團隊已經提出了“錦屏深地中微子和暗物質研究”國際大科學計劃，期待進一步利用這一平台優勢。

錦屏地下實驗室位於四川涼山州錦屏山內，埋深2400米，棲身於長17.5千米的錦屏山隧道中部。這裡有著開展中微子和暗物質直接探測實驗的絕佳環境——厚厚的岩層，就是宇宙射線的天然屏蔽層。實驗室內，宇宙射線通量可以降到地面水準的億分之一。

程建平介紹，此前，清華大學領導的CDEX暗物質直接探測實驗、上海交通大學領導的PandaX暗物質直接探測實驗以及中國原子能科學研究院領導的JUNA核天體物理實驗等，已在實驗室一期開展研究。兩個暗物質探測項目也都已取得了與國際並跑的研究成果。

更多研究組也在等待入駐這一“國之重器”——國內科學家提出的液氬暗物質實驗計劃、太陽中微子實驗計劃、無中微子雙貝塔衰變實驗計劃、核天體物理實驗計劃……目前，錦屏地下實驗室二期已經完成岩土施工，容積達30萬立方米。“十三五”國家重大科技基礎設施也將基於錦屏地下實驗室建設，2020年底，其可具備實驗項目入駐條件。

程建平透露，清華大學牽頭的CDEX實驗組正在推動噸量級高純鍺無中微子雙貝塔衰變實驗LEGEND合作組落戶錦屏。這一合作組由中國、美國、歐洲等地區的四十多所大學和研究機構的數百位科學家組成。

LEGEND實驗對物理靈敏度要求極高，放眼國際，只有兩家深地實驗室滿足要求——錦屏地下實驗室和加拿大斯諾地下實驗室。而且，前者比後者有更深的岩石覆蓋，更大的可用空間。“中國科學家深度參與了LEGEND合作組噸級實驗探測的系統方案設計、核心技術研發、屏蔽方案設計等工作，我國在國際競爭中處於有利地位。”程建平說，如果我國能夠在經費方面貢獻相當份額，就可牽頭領導這樣的大型國際合作研究計劃，“這方面的研究預計在未來二三十年將持續引領世界”。

在暗物質方面，我國中科院高能物理研究所的科學家也參加了液氬暗物質實驗Darkside的國際合作研究，該研究主要由美國和意大利合作進行。該國際合作組未來或開展300噸級的液氬暗物質實驗研究，錦屏地下實驗室是可能的選址地之一。

實際上，經過數十年的發展，以無中微子雙貝塔衰變實驗和暗物質直接探測等為代表的前沿課題研究，在取得成績的同時，也面臨更大的挑戰，需要世界各國科學家聯合起來，利用最具優勢的實驗平台，共同攻克難題。

2018年，經中央批準，《積極牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程方案》正式印發。科技部國際合作司司長葉冬柏解讀這一方案時指出，牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程是解決全球關鍵科學問題的有力工具，可為解決世界性重大科學難題貢獻中國智慧。

“錦屏地下實驗室為我國科學家牽頭開展深地前沿方向的國際大科學計劃提供了‘得天獨厚’的平台優勢。”程建平期待，能把握好在物理學上的機遇，取得國際領先水準的成果，在世界粒子物理領域發出中國聲音。

來源：科技日報 文中圖片來自網絡