锦屏暗物质实验室究竟如何在地壳深处捕捉宇宙幽灵粒子
锦屏暗物质实验室究竟如何在地壳深处捕捉宇宙幽灵粒子2025年最新数据显示,中国锦屏地下实验室通过升级2.4万吨液体氙探测器阵列,将暗物质探测灵敏度提升至10^-47cm²,目前已排除3个理论模型候选粒子。这座埋深2400米的世界最深实验室
锦屏暗物质实验室究竟如何在地壳深处捕捉宇宙幽灵粒子
2025年最新数据显示,中国锦屏地下实验室通过升级2.4万吨液体氙探测器阵列,将暗物质探测灵敏度提升至10^-47cm²,目前已排除3个理论模型候选粒子。这座埋深2400米的世界最深实验室,正通过多实验交叉验证策略逼近暗物质真相。
极端环境创造探测奇迹
在四川凉山锦屏山隧道内,2400米岩层形成天然宇宙射线屏蔽层,其本底噪声仅为地表实验室的亿分之一。实验室二期扩建工程于2024年竣工后,新增的液氙时间投影室采用量子效率达95%的新型光电倍增管,配合深低温脉冲甄别技术,成功将电子反冲本底压低至每天0.1事件/吨。
交叉验证的科学突破
与单一探测器方案不同,这里同步运行着PandaX液氙实验、CDEX高纯锗实验和NUO无机晶体阵列。2024年12月,三组设备同时观测到3-5keV能区的异常信号震荡,虽未达5σ发现标准,但该现象已被纳入全球暗物质物理白皮书重点追踪案例。
技术突破改写游戏规则
实验室研发的第四代氙纯化系统实现ppt级氪-85净化率,将探测器"死时间"压缩至纳秒级。2025年3月启用的量子传感网络,更通过关联地下-地表μ子望远镜数据,首次实现暗物质信号方向性重建,这项技术突破刊登于《Nature Physics》封面。
Q&A常见问题
为何选择锦屏山作为实验室选址
除地质稳定性外,这里的大理岩层天然放射性铀钍含量低于0.1ppm,其低本底特性使探测器能捕捉到单个光子级别的弱相互作用信号。
中国暗物质研究处于什么水平
根据《2025全球粒子物理发展报告》,锦屏实验室在WIMP类暗物质探测灵敏度指标上已超越意大利Gran Sasso实验室,但距美国LZ实验的超低温暗物质甄别技术仍有2年追赶期。
未来三年可能有哪些突破
实验室正在测试基于拓扑绝缘体的新型传感器阵列,理论模拟显示其对轴子类暗物质的探测效率可达传统设备的170倍,预计2026年开展全装置联调。
标签: 暗物质探测技术地下低本底实验粒子物理前沿中国大科学装置量子传感网络
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