在電影《2012》里，印度科學(xué)家在距離地面1萬米深的地下實(shí)驗(yàn)室工作，最先發(fā)現(xiàn)地球毀滅征兆。雖然這是部災(zāi)難片，1萬米深的地下實(shí)驗(yàn)室尚不存在，但許多國家已建有深度上千米的地下實(shí)驗(yàn)室。去年12月12日，我國首個(gè)極深地下實(shí)驗(yàn)室一“錦屏實(shí)驗(yàn)室”投入使用。它垂直巖石覆蓋達(dá)2400米，成為世界上巖石覆蓋最深的實(shí)驗(yàn)室。
　　
　　為什么要建地下實(shí)驗(yàn)室?
　　
　　地下科學(xué)實(shí)驗(yàn)室位于地下深處，它能夠在很大程度上免受宇宙射線影響，因而是進(jìn)行暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)的最理想的場(chǎng)所。宇宙中看不見的物質(zhì)在數(shù)量上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們能夠看到的。科學(xué)家認(rèn)為宇宙的大部分都是由暗物質(zhì)組成，只不過現(xiàn)有的科技手段還無法直接檢測(cè)到暗物質(zhì)。讓不少人難以理解的是，暗物質(zhì)在宇宙中，科學(xué)家為啥要“鉆”到地下去探測(cè)呢?這是因?yàn)槭澜缟献铍y擋住的就是宇宙射線，要打造一個(gè)最理想的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，就要盡量遮蔽住宇宙射線，而用巖石阻擋是好辦法。錦屏隧洞最大埋深達(dá)2400米左右，實(shí)驗(yàn)室設(shè)立其中，就相當(dāng)于將實(shí)驗(yàn)室設(shè)在地下2400多米深的地方，能將宇宙射線通量降到地面水平的約億分之一。
　　
　　世界最深實(shí)驗(yàn)室什么樣?
　　
　　在建設(shè)二灘水電站過程中，四川錦屏山底曾修建了18千米可以通行汽車的隧道，上面是兩千多米厚的山體巖石。這里成為研究所成立后首個(gè)實(shí)驗(yàn)的開展地，專門“搜捕”暗物質(zhì)。該實(shí)驗(yàn)室利用的是當(dāng)?shù)亟ㄋ娬緯r(shí)修的地下隧道，在其側(cè)面開挖長(zhǎng)40米，寬、高各為6米的空間，因而與國外一些“脫胎”于礦井的地下實(shí)驗(yàn)室相比，使用更為便利，不必坐著電梯上上下下，乘坐汽車就能“入地”。
　　從地面上開車大概20分鐘，就能到達(dá)地下實(shí)驗(yàn)室。工作人員戴上安全帽、穿著硬底鞋，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，入眼是各種儀器設(shè)備。那里四季恒溫，冬暖夏涼，不需要用空調(diào)。唯一與地面實(shí)驗(yàn)室不同的是，那里沒有窗戶，刮風(fēng)下雨絲毫感覺不到，進(jìn)去久了也容易讓人搞不清外界是白天還是黑夜。地下實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)設(shè)備很好，絲毫不會(huì)感到氣悶，人在下面呆個(gè)半天，不會(huì)有任何異樣的感覺。一旦儀器運(yùn)行穩(wěn)定后，工作人員只需在地面上的辦公室監(jiān)控探測(cè)器運(yùn)行即可，而地下實(shí)驗(yàn)室的所有數(shù)據(jù)也會(huì)傳送至地面，因而，科研人員無需24小時(shí)“守”著探測(cè)器。
　　這是世界上最深、最“干凈”的地下實(shí)驗(yàn)室。所謂最“干凈”，是指輻射最少、雜質(zhì)最少。而為了讓實(shí)驗(yàn)室變得更“干凈”，工作人員還對(duì)環(huán)境進(jìn)行了特殊的包裝。實(shí)驗(yàn)室外層是1米厚的聚乙烯材料，用于阻攔和吸引中子；然后是20厘米厚的鉛層，用于屏蔽外部的伽馬射線；20厘米厚的含硼聚乙烯，用于吸收剩余的中子；10厘米厚的高純無氧銅，用于阻擋鉛材料及外部其他材料中伽馬射線。這些屏蔽設(shè)備幾乎屏蔽掉了能夠想到的一切輻射源，最里面才為“捕捉”暗物質(zhì)的精密儀器——高純鍺探測(cè)器的工作空間。
　　高純鍺探測(cè)器，即捕捉暗物質(zhì)的“網(wǎng)”，是深藏在多層屏蔽體內(nèi)的黃色金屬立方體，由純度高達(dá)99.9999999999％(簡(jiǎn)稱12個(gè)9)的高純鍺晶體制成，是目前人類可以得到的純度最高的晶體材料。據(jù)介紹，經(jīng)過層層屏蔽后，如果通過高純鍺探測(cè)器能夠探測(cè)到未知的粒子，可以通過實(shí)驗(yàn)裝置反映在相連的測(cè)量裝置上，通過對(duì)不同的波形反饋的分析，以獲取未知粒子的各種測(cè)量參數(shù)，從而可能發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)中的一種。世界各國的地下實(shí)驗(yàn)室
　　世界上最早的地下實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格說只是個(gè)“臨時(shí)設(shè)施”，1966年，美國科學(xué)家戴維斯為驗(yàn)證太陽中微子的存在，絞盡腦汁尋找屏蔽宇宙射線的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，最終他來到南達(dá)科他州的一座金礦，在廢棄礦井里開辟出一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。戴維斯通過這種方法驗(yàn)證了太陽中微子的存在，并于2002年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
　　目前，美國、英國、法國、意大利、加拿大、日本等國家已建立起10多個(gè)極深地下實(shí)驗(yàn)室。美國南達(dá)科他州的地下實(shí)驗(yàn)室正不斷擴(kuò)建，由于出現(xiàn)積水問題曾一度停工，但最終目標(biāo)是建成超過3000米深的世界第一深實(shí)驗(yàn)室。而研究課題最多、規(guī)模最大的是意大利格朗薩索國家地下實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室深度為1400米，總?cè)莘e18萬立方米，目前有20多個(gè)國家的750多名科學(xué)家圍繞這個(gè)實(shí)驗(yàn)室工作。日本于去年10月在岐阜縣飛鰭市神岡礦山的礦井下，建設(shè)了XMASS地下實(shí)驗(yàn)室。各國積極興建極深地下實(shí)驗(yàn)室的目的，就是希望能夠成為最早發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的國家。
　　
　　相關(guān)鏈接
　　最極端的實(shí)驗(yàn)室
　　
　　最高：這也許是你在尼泊爾攀登喜馬拉雅山看到的最后一座建筑物，位于海拔5050米處外觀呈金字塔形的實(shí)驗(yàn)室。它隸屬于意大利EvK2-CNR委員會(huì)，負(fù)責(zé)推動(dòng)山岳環(huán)境研究，自1990年建立以來已經(jīng)承擔(dān)了550多項(xiàng)研究任務(wù)，同時(shí)致力于保護(hù)高海拔地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境。
　　風(fēng)最大：紐約布法羅大學(xué)的LENS－X風(fēng)洞在氣流研究方面可算是權(quán)威設(shè)施。該風(fēng)洞長(zhǎng)30多米，寬2.5米，僅僅“吹”千分之二秒便可產(chǎn)生18米的氣流。這里的任務(wù)是創(chuàng)造出30馬赫的風(fēng)速，相當(dāng)于音速的30倍。
　　最耐壓：位于美國佛羅里達(dá)州基拉戈的“寶瓶座”海底實(shí)驗(yàn)室，致力于水下研究，可同時(shí)容納6名科研人員生活長(zhǎng)達(dá)兩周時(shí)間。盡管處在20米深的地方，但其工作平臺(tái)所受壓力卻是海平面壓力的2.5倍。
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