历史上的今天首页传统节日 24节气 企业成立时间 今日 问答
首页 > 问答 > 为什么选择在地下2400米的深度建设暗物质实验室?

为什么选择在地下2400米的深度建设暗物质实验室?

蜂蜜柚子茶

问题更新日期:2025-06-02 06:03:23

问题描述

暗物质探测需极端洁净环境,地下2400米的深度可屏蔽宇宙射线、降低背景噪声,同时依托地质条件实现实验
精选答案
最佳答案

暗物质探测需极端洁净环境,地下2400米的深度可屏蔽宇宙射线、降低背景噪声,同时依托地质条件实现实验装置稳定运行。

宇宙射线的天然屏蔽

宇宙射线中的高能粒子会干扰探测器信号。地下岩层可吸收99.99%的宇宙射线,不同深度的屏蔽效果对比如下:

深度(米)宇宙射线强度(单位:粒子/㎡·秒)
地表10,000,000
5001,000
2400<1

地质结构的双重优势

  1. 低放射性岩石层
    实验室选址需避开含铀、钍等放射性元素的岩层。例如,四川锦屏山的大理岩层天然放射性极低,可为实验提供“纯净”环境。
  2. 机械稳定性
    深层岩体受地表温度、震动影响小,保障精密设备长期稳定运行。

实验需求与工程条件

  1. 极低本底噪声
    暗物质信号微弱(如WIMP粒子与原子核碰撞概率极低),需将环境干扰降至<0.001次/天·公斤。
  2. 工程可行性
    依托锦屏山隧道现有设施(如交通、电力、通风系统),大幅降低建设成本,缩短工期。

全球深地实验室对比

实验室名称国家深度(米)主要研究方向
中国锦屏实验室中国2400暗物质、中微子
SNOLAB加拿大2070暗物质、核天体物理
格兰萨索实验室意大利1400中微子、引力波

中国深地实验室的独特价值

通过自主技术突破(如高纯度锗探测器、液氩屏蔽层),中国团队在2400米深地环境中成功捕获疑似暗物质信号,推动全球粒子物理研究进程。