在安大略湖北部湖面以下超過2000米處，345000升超純凈的湖水中，懸浮著一個(gè)完美球體。這個(gè)球體中含有3600千克的液態(tài)氬，已被冷卻至零下180攝氏度?？茖W(xué)家們?cè)诘孛嫔铣掷m(xù)不斷地監(jiān)控著這個(gè)球體，期望在黑暗之中尋找到丁點(diǎn)兒光亮。因?yàn)樵谒?，在地下深處被水包裹的地方，亮光將有可能意味著宇宙間最神奇的物質(zhì)之一——暗物質(zhì)的存在。
我們能看見的所有物體，星球、星星以及星系，所產(chǎn)生的引力都不足以解釋宇宙更為宏大的結(jié)構(gòu)。據(jù)猜測，暗物質(zhì)構(gòu)成了我們所知宇宙的25%。雖然暗物質(zhì)普遍存在，但是時(shí)至今日，我們都未能直接探測到暗物質(zhì)。
這并非一個(gè)輕松的挑戰(zhàn)，暗物質(zhì)之所以叫做暗物質(zhì)，是因?yàn)樗⒉缓腿魏喂庠串a(chǎn)生作用，否則它就能被看見。這也意味著我們通常的探測工具在探測暗物質(zhì)時(shí)并不適用。雖然暗物質(zhì)不能在電磁頻譜下被觀測到，它仍然是一種物質(zhì)，我們應(yīng)該可以探測到它與其他物質(zhì)之間的互動(dòng)。如果我們當(dāng)前的物理模型是正確的，那么數(shù)百萬的亞原子暗物質(zhì)粒子每分每秒都在地球上穿行。
雖然暗物質(zhì)普遍存在，據(jù)預(yù)測它們與外界的互動(dòng)十分罕見，即便是有也很微弱。為了探測這類互動(dòng)，暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)也將十分細(xì)微。實(shí)驗(yàn)采用的裝置也將十分敏銳，地球表面一直存在的背景輻射將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生巨大的噪音干擾，如此一來，任何暗物質(zhì)粒子都會(huì)被徹底掩蓋。這就像是要在喧囂的街道上聽到一枚針掉落的聲音。
（2019年7月20日“極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施”在四川省雅礱江錦屏山隧道正式開建）
為了解決這個(gè)問題，科學(xué)家們只能深深得探索地表以下。暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)場所建立在專門的地下實(shí)驗(yàn)室中，或在礦場中，又或在深山里。組成地殼的巖石就像是過濾器一樣，它們吸收輻射并防止對(duì)粒子產(chǎn)生破壞。而探測器懸浮在水中，這些水相當(dāng)于又增加了一層輻射過濾網(wǎng)。這些防護(hù)能夠保證只有科學(xué)家們想要尋找的粒子才能夠被探測器捕捉到。當(dāng)這些粒子進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)時(shí)，科學(xué)家們就有機(jī)會(huì)檢測它們。
這些探測媒介十分敏銳，可以得到十分純凈的結(jié)果。這些可能是液態(tài)惰性氣體、鍺、晶體硅、制冷劑、或是其他材料。輻射作用會(huì)釋放出一些信號(hào)，例如光亮或氣泡，這些信號(hào)就會(huì)被探測器中的傳感器捕捉到。探測媒介被放置于一個(gè)由玻璃或某種特殊丙烯酸樹脂制成的容器中。這些容器可以存放物質(zhì)，但又不同其中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)還能承受外界水源的巨大壓力。容器內(nèi)到處都是強(qiáng)大的傳感器，這些傳感器甚至可以探測到最微弱的一絲亮光，或者又一個(gè)氣泡造成的聲音振動(dòng)。每個(gè)傳感器都全天候地記錄數(shù)據(jù)，每次實(shí)驗(yàn)將持續(xù)數(shù)月甚至數(shù)年，實(shí)驗(yàn)每天都會(huì)產(chǎn)生兆兆字節(jié)級(jí)別的數(shù)據(jù)。
（位于四川涼山州的中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室?guī)r石覆蓋最深、宇宙線通量最小、可用空間最大，并且具備交通便捷、電力及水源充足、基礎(chǔ)設(shè)施完備等優(yōu)勢）
打造暗物質(zhì)探測器需要極為精巧的工程，正如暗物質(zhì)本身也是物理中極為精巧的一部分。在投入數(shù)年甚至數(shù)十年的研究工作之后，實(shí)驗(yàn)才能做好準(zhǔn)備，可以開始收集數(shù)據(jù)，而此實(shí)驗(yàn)的投資都需要數(shù)千萬美元。2017年，還沒有暗物質(zhì)被直接檢測到。這一點(diǎn)都不令人感到意外。物理學(xué)家們認(rèn)為暗物質(zhì)與外界的互動(dòng)極其稀少并且很難被檢測到。與此同時(shí)，科學(xué)家們繼續(xù)開發(fā)新的科技，提升探測器的靈敏度，越來越向暗物質(zhì)靠近。當(dāng)他們尋找到暗物質(zhì)時(shí)，我們則終于云開見日，揭開了宇宙間最神秘的謎團(tuán)。
（中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室是一所從事暗物質(zhì)探測和開展相關(guān)學(xué)科研究的實(shí)驗(yàn)室，其中還包括低本底的測量和研究。該實(shí)驗(yàn)室的暗物質(zhì)探測器和低本底測量裝置都安裝在世界巖石覆蓋最深，其垂直深度達(dá)2400米，具有世界的一流實(shí)驗(yàn)環(huán)境）
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. 觀漢居士- Lipeng Chen
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