科學家地下2400米尋找「宇宙幽靈」
圖為車輛通過錦屏山隧道。中國錦屏地下實驗室便在隧道中部，上方是錦屏山。
全球最深的暗物質探測實驗室——中國錦屏地下實驗室，地處四川南部地底深處，在那裡，一批中國科學家正尋找目前還是理論存在的暗物質，希望覓得被科學界稱為「宇宙幽靈」的蛛絲馬跡。
什麽是暗物質？普通人對它的直觀認識多來自科幻作品。在電影《變形金剛》中，機器人「禁閉」所駕駛的飛船就是由它驅動進行星際航行的。在小說《三體》里，它是太陽系遭受高級外星文明攻擊後的隱形殘骸。這些奇幻創作的科學依據就來自人類久尋不得的「暗物質」。
科學家：暗物質份額遠超人類可看到的物質
如果把２１世紀現代物理學和天文學比作「晴朗天空」，暗物質和暗能量則被看作「兩朵烏雲」，兩者難以用現有理論解釋。
這不是物理學「天空」第一次出現「烏雲」。
１９世紀末，以牛頓經典力學為基礎的經典物理學大廈被認為「已經建成」，僅需「修修補補」。但有兩個實驗結果與理論預測不相符的問題：黑體輻射和以太漂移，這「兩朵烏雲」漂浮於當時的物理學「天空」中。
正是這「兩朵烏雲」，催生了物理學在２０世紀初期的兩場革命：相對論和量子力學，兩者極大改變了人類對宇宙的認識。
舊雲方散，新「雲」又來。存在於物理學天空的「新烏雲」至今仍橫亘在研究的「天空」。十多年前，美國國家研究理事會將「什麽是暗物質」列為２１世紀與宇宙相關的重大前沿科學問題之首。
據悉，科學家曾嘗試用力學和光度兩種不同的方法測量整個宇宙的質量。令人驚訝的是，兩者結果差異巨大。就好像分別用度量準確的桿秤和電子秤稱量同一個蘋果，結果卻出現了數量級差異。換句話說，在現有的理論框架下，如果僅有肉眼可見的物質，是無法維持宇宙運行的。進一步說，如果沒有暗物質，星系早已分崩離析，四散奔逃。
中國「千人計劃」專家、上海交通大學鴻文講席教授季向東將暗物質比喻成宇宙中的「幽靈」。他說，迄今的研究和分析表明，暗物質在宇宙中所佔的份額遠遠超過目前人類可以看到的物質。「我們通常所觀測到的普通物質只佔宇宙質量的５％。」
在搜尋暗物質的道路上，目前主要有３種方法：一是利用粒子對撞產生暗物質觀察其衰變的產生實驗，主力設備是歐洲核子中心的大型強子對撞機。二是基於暗物質湮滅產生反物質的原理在太空進行的湮滅實驗。三是測量暗物質散射至液體或固體的散射實驗。目前中國錦屏地下實驗室的兩個實驗組均屬第三類。
存在於宇宙中的暗物質，為何要到地下探測？
劉江來把暗物質比作宇宙中的「霧霾」，地球則是在「霧霾」中行駛的汽車，「霧霾」中的顆粒撞擊汽車就會發出「響聲」，實驗探測器的任務就是把這種「響聲」記錄下來。
探測實驗的主要困難就是宇宙線以及地球上無處不在的放射性，要盡最大可能排除其對實驗本底的干擾。用劉江來的話說，就是「去掉『汽車和周邊環境產生的各種聲音』」。
暗物質的「聲音」有多小？「就好像聽眾坐在第一排聽音樂會，還要聽清３０米外一隻蚊子的嗡嗡聲。」劉江來比喻說。
錦屏地下實驗室對「濾聲」而言，條件得天獨厚。實驗室深度為全球同類實驗室中最深，上方２．４公里厚的岩石層可攔截大部分穿透力極強的宇宙射線，使其數量降至地面水平的億分之一。同時地下岩洞構成岩石主要是大理石，不存在多少輻射材料，且遠離會導致錯誤信號的輻射源。
關鍵詞: 宇宙幽靈