探秘:加拿大建立在地下2100米的实验室 Featured

Wednesday, 07 October 2015 12:34 Edit by  CCNews 专稿 Published in 看图说话

2015诺贝尔物理学奖得主阿瑟·麦克唐纳研究的地方,就是位于安大略省萨德伯里矿区的加拿大地下物理实验室。CCNews带你揭开这个建立在地下2100米的神秘物理实验室面纱。

(CCNews专稿:亨特)阿瑟·麦克唐纳(Arthur B. McDonald),加拿大物理学家、萨德伯里中微子天文台研究所主任。他还是女王大学戈登和帕特里夏灰色粒子天体物理主席。2015年获得诺贝尔物理学奖。

阿瑟·麦克唐纳出生在新斯科舍省悉尼,1964年在达尔豪西大学获物理学士、1965年获硕士学位,并于加州理工学院获物理学博士学位。1970至1982年任渥太华西北的乔克·里弗核实验室研究员。1982年至1989年在普林斯顿大学任物理学教授,后加入女王大学。目前是女王大学大学研究主席。

2001年8月,在麦克唐纳的领导下,依据安大略省萨德伯里中微子天文台地下2100米的检测设施的观测结果,可推论出来自太阳的电中微子振荡成为μ介子和tau中微子。麦克唐纳和戸塚洋二被授予2007年富兰克林奖章。

阿瑟·麦克唐纳从事研究的实验室,就是位于萨德伯里矿区的SNOLAB(加拿大地下物理研究所)。该研究所是为研究中微子和暗物质物理而设立的,同时也提供相关物理研究项目。为了防止环境和太阳能辐射,这是世界上顶尖的实验室建立在地下2100米深的镍矿。

按GPS地址指引,前往实验室的小路上被不起眼的路标阻断。

转走淡水河谷克赖顿镍矿区里,穿过矿区就是隐藏着世界最先进的地下物理实验室。整个建设项目庞大,预计2017年完成全部建设项目。

和普通矿区一样,研究人员像矿工更换下矿的装备,头灯、上岗标牌......由高速电梯下到2100米的主实验区。大门的左手边是实验室示意图。

这才正式进入实验区,需要严格按照实验室的要求,沐浴、更衣、风淋等一整套流程。记者曾进入过世界一流企业的电脑硬盘生产线,这个净化流程很相似。

SNOLAB的目标是成为全球顶尖的地下物理实验室,为科学家提供一流的基础研究设施。地下实验室上方有2100米岩层覆盖,宇宙射线通量少。其次,地下实验室所在处不是花岗岩,而是大理岩,其自然放射性相当低。

各种物理实验设备,和无数交错的管道。

地下实验室是暗物质实验一个必不可少的条件。目前,全球的地下实验室有十几个,为了避免专门挖掘地下实验室的高成本,它们都是利用已有的土建设施,基本分为两类,一类是利用废弃的矿井,比如加拿大的地下实验室是利用旧的镍矿,分层设立多个实验厅室。另一种是利用隧道,在隧道里横向挖出实验大厅。中国锦屏极深地下暗物质实验室实验厅建立在地下2400米,比加拿大的地下实验室更深。

为不同实验项目安装的专业设备,真不知道这么大家伙如何运到地底下2100米的工作层面。

加拿大地下物理研究所研究运作严格按照国际标准操作,提供多方向跨学科的研究。阿瑟·麦克唐纳荣获2015诺贝尔物理学奖依据,就是安大略省萨德伯里地下2100米的检测设施的观测结果,可推论出来自太阳的电中微子振荡成为μ介子和tau中微子。

穿上参观的服装,不知道能否认得出我。

黑洞与死掉的恒星都是存在的,但是天文学家通过观测,通过微引力透镜的手段观测到,所有死掉的恒星和黑洞,它们的质量加起来,不足以解释暗物质。这个概念不一定要搞得明白,只要知道这里就是研究这些科学命题的地方。

因为暗物质占宇宙质量的25%,恒星和黑洞质量加起来远远不到这个量。人会被一堵墙挡住,太空飞船在太空飞行时会被暗物质挡住吗?希望不久的将来加拿大的科学家能够在地下实验室找到科学的答案。

这些科学研究命题全世界科学家都在忙碌,加拿大和中国都寻求这个答案。

加拿大地下物理实验室地图位置。

Last modified on Wednesday, 07 October 2015 13:21