扩建前的实验室全景。 （资料照片）
四川锦屏山，中国西部的这个偏僻山区，这两天再次成为科学界瞩目的焦点。在2400米的地底，世界上天赋最好、埋藏最深的地下实验室将迎来扩建，帮助中国在捕捉暗物质的科学竞赛中抢占先机。
据最新签署的协议，今年年底前，锦屏实验室将启动二期建设，计划用1年时间，在地下开挖大量隧道和洞穴，使总容量达到12万立方米，是现在的30倍，仅土建工程将至少耗资上亿元。
过去7年，雅砻江水电公司一直在锦屏山筑坝开渠，修建大型水电工程。在一条长达18公里的隧道正中，水电公司于2010年挖出一个4000立方米的洞穴，提供给清华大学和上海交通大学，两个具有世界影响的暗物质探测实验由此展开。
如果坐在第一排看摇滚，你就不可能听见30米外一只蚊子的嗡嗡声。同样，为找到暗物质，物理学家需要极端“安静”——尽可能排除宇宙射线。锦屏实验室头 顶2400米的高山，经过岩层屏蔽，内部的宇宙射线只及地表的亿分之一，相当于前文所述的飞蚊与摇滚乐的音量差距。再加上，锦屏山岩层本身的放射性就很 低，这个地下洞穴是目前世界上最纯净的实验室。德国《南德意志报》不久前刊文表示，比起锦屏实验室，著名的意大利格兰萨索实验室“就像个游戏室”。
经过几年的准备，清华和上海交大的课题组已基本完成了对现有实验进行大规模升级的理论准备，希望用大得多、也灵敏得多的仪器捕捉暗物质。
规划中的二期扩建，有效实验场地将达到1万平方米，扩容后的实验室可能被划分为4到8个独立大空间。上海交大暗物质实验负责人季向东教授告诉记者，由于 新一代仪器要求更低的环境辐射，因此，实验所需的一些超大型屏蔽件也可能在地下制造，比如，为制造一个数米高的纯铜容器，也许会在地下炼铜。
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暗物质是目前物理学研究中最重大的前沿课题之一。根据理论预言，暗物质的总量是常规物质的6倍，但迄今为止，它还从未被人类捕获。由于它们不参与大部分已知的物理过程，也完全不发光，因此要通过实验直接证实它的存在，非常艰难。
理论上，暗物质粒子有极低的概率与原子碰撞，并发出极其微弱的信号。目前在锦屏山开展的两个实验，由清华大学和上海交大主导，用两种截然不同的方法，试图捕捉这种信号。在清华的试验中，用来作为暗物质粒子撞击目标的是高纯度锗，上海交大则用液氙探测器。
文汇报记者 张懿
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