极深地下,搜寻宇宙暗物质 | 人民日报全国科技工作者日特别报道
2026年06月08日

5月30日是全国科技工作者日。习近平总书记指出:“科研工作者是推进中国式现代化的骨干,要拿出‘人生能有几回搏’的劲头,放开手脚创新创造,为建设科技强国奉献才智、写下精彩篇章。”

在全国科技工作者日到来之际,人民日报推出特别报道攀高峰 探险远 觅新知”,其中地下2400米,锦屏地下实验室报道中清华大学工程物理系多位教师接受采访,让我们一同来走进:极深地下,搜寻宇宙暗物质。


地下2400米,锦屏地下实验室


极深地下,搜寻宇宙暗物质


图片
锦屏大设施A1实验厅


垂直岩石覆盖厚度达2400米,宇宙射线通量仅为地表的一亿分之一——雅砻江畔,四川凉山彝族自治州锦屏山隧道中部的中国锦屏地下实验室,是世界最深、最大的极深地下实验室。极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施(以下简称“锦屏大设施”)坐落于此。

最近,锦屏大设施科学部副主任、清华大学工程物理系副教授马豪来到这里,为锦屏大设施的工艺设备验收做准备。

2009年博士毕业后,马豪就一头扎进锦屏地下实验室的建设和相关研究。“过去,我们开展暗物质实验研究只能借用国外的地下实验室,在不到2平方米的角落里工作。”马豪回忆,锦屏地下实验室一期建成投运后,中国科学家有了自己的场地。如今,经过二期扩建,实验室可用空间由4000立方米扩展到30多万立方米,具备极低环境氡析出、极低环境辐射、超低宇宙线通量、超洁净空间等优势。

来到地下2400米,科研工作者在这里做什么?

由清华大学牵头的中国暗物质实验合作组,利用高纯锗探测器开展暗物质直接探测。

暗物质看不见、摸不着,却是宇宙的重要构成。由于暗物质与普通物质发生作用的概率极低,再加上宇宙射线干扰,直接探测暗物质很困难。“就像在演唱会上听一根针落地的声音。”马豪说,锦屏地下实验室上方的极厚岩层减少了宇宙射线的影响,能更好捕捉宇宙中的微弱声音。

此前,利用实验室一期设备,实验组在轻质量暗物质搜寻中取得突破性进展。目前,在实验室二期,容积1725立方米的液氮低温屏蔽装置已完成液氮灌注,新一批高纯锗探测器正在其中进行测试。探测器中的锗原子核,就像捕捉暗物质的“猎人”,更大质量的探测器正在建设,将提高暗物质的探测概率。

现在,锦屏地下实验室内,中国原子能科学研究院在开展核天体物理实验,北京量子信息科学研究院在开展深地量子计算机研究……

2025年底,锦屏深地科学中心成立,致力于将锦屏地下实验室打造成世界领先的综合交叉深地科学平台。中心主任曾志介绍,目前,10余个实验团队已入驻锦屏地下实验室,从事暗物质、核天体物理、集成电路、引力波、深地医学、量子计算等前沿基础科学研究。

越来越多年轻人来到这里,追逐科研梦想。代文翰就是其中之一,他不仅参与暗物质实验,还参与超导量子器件相关交叉学科研究,“在锦屏,我们能做的研究特别多。”

来源|人民日报