入地2400米建暗物质实验室,清华承担的国家重大科技基础设施“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”启动

2019年7月23日08:08:23入地2400米建暗物质实验室,清华承担的国家重大科技基础设施“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”启动已关闭评论 53 views

清华新闻网7月21日电(记者 李晨晖 摄影 曹庆庆)7月20日,首个由清华大学作为独立法人单位承担的国家重大科技基础设施——“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”启动仪式在四川省雅砻江锦屏山隧道举行,标志着由清华大学和雅砻江流域水电开发有限公司共同建设的中国首个、世界最深的极深地下实验室——“中国锦屏地下实验室”进入加快建设新阶段。

入地2400米建暗物质实验室,清华承担的国家重大科技基础设施“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”启动

启动仪式在锦屏山隧道口举行

极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施是“十三五”时期国家优先安排建设的重大科技基础设施。国家发展改革委牵头建设管理,教育部和四川省人民政府共同主管,法人单位是清华大学,共建单位为雅砻江流域水电开发有限公司。这既是四川承担国家战略的一份重大责任,也是四川加快创新驱动发展进程中的一件大事。项目建成后将成为国家重要的创新平台,为建设国际领先水平的极深地下研究中心、科学考察和科普教育基地奠定坚实基础,将进一步夯实我国科技基础、推动科技进步,提升自主创新能力和国际影响力,为经济社会高质量发展提供有力支撑。

“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”项目面向超越当前粒子物理标准模型的新粒子和新物理的重大基础前沿研究,开展暗物质直接探测实验、无中微子双贝塔衰变实验,以及核天体物理领域关键核素合成过程和恒星演化等基础科学前沿研究,探究极深地下近零宇宙射线本底条件下各类基础前沿领域探测新机理、新方法、新技术,发展极低辐射本底屏蔽新方法与新技术,为我国粒子物理和核物理领域的重大基础前沿物理问题研究提供平台支撑。

项目建设完成后将具备国际领先的深地物理实验综合条件,有望成为世界深地物理实验的中心,推动我国开展国际级大科学合作,吸引国内外顶尖学者前往开展前沿物理实验,为取得重大物理突破提供基础设施保障。

同时,该项目将提供一个近零宇宙线本底的地下辐射计量平台,可以解决极弱放射性基准测量和低剂量率刻度的难题,为我国建设完善的辐射计量基准提供实施条件,推动海洋科学、材料科学、环境科学、生物学等交叉领域的研究,为这些学科领域提供一个国际一流的极低本底交叉创新平台。

四川省委副书记、省长尹力,清华大学校长邱勇,国家开发投资集团有限公司党组书记、董事长王会生,北京师范大学党委书记、清华大学双聘教授、“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”项目负责人程建平分别在启动仪式上致辞,并为极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施揭牌。四川省政协副主席、凉山州委书记林书成主持启动仪式。四川大学党委书记王建国,中国东方电气集团有限公司党组书记、董事长邹磊,教育部科技司副司长张国辉,四川省发展改革委党组书记、主任范波,四川省教育厅党组书记、厅长李江,四川省住房和城乡建设厅党组书记、厅长张正红,雅砻江流域水电开发有限公司董事长、中国锦屏地下实验室管委会主任陈云华等出席启动仪式。

入地2400米建暗物质实验室,清华承担的国家重大科技基础设施“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”启动

尹力在启动仪式上致辞

邱勇在致辞中表示,锦屏地下实验室的建设有重要的科学意义,感谢各方对项目的长期支持与指导。他指出,清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司在2009年签署了合作协议,“十年磨一剑”,这把科研宝剑仍在铸造过程中,但它的光芒已经初步显现,相信实验室未来将会取得更加耀眼的成果。锦屏地下实验室是高校与企业合作的新尝试,双方在一项基础研究中进行长期合作,充分彰显了企业的责任与抱负。国家重大科技基础设施的启动在锦屏地下实验室的发展历程中具有里程碑含义,既昭示着各方过去十年的成功合作,又象征着实验室未来广阔的发展空间。

入地2400米建暗物质实验室,清华承担的国家重大科技基础设施“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”启动

邱勇在启动仪式上致辞

邱勇回顾了锦屏地下实验室取得的成绩并指出,锦屏地下实验室对科学技术的发展有重要启发意义,很多“卡脖子”的问题本身就是基础研究问题,基础研究的突破需要重大科技基础设施的支撑。邱勇说,未来锦屏地下实验室的意义会更加凸显,希望实验室充分利用重大科技基础设施平台,为暗物质、粒子物理、材料科学、生命科学等研究提供良好的平台,努力拓展合作伙伴,积极主导国际科技合作项目;同时希望实验室努力成为科技探索、前沿研究、人才培养的重要基地,为中国在前沿科技领域取得真正的原创突破创造更好的条件。邱勇最后强调,相信锦屏地下实验室一定会成为创新驱动发展战略的一张亮丽名片!

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王会生在启动仪式上致辞

王会生在讲话中提到,锦屏地下实验室是开展暗物质等重大基础性前沿课题的重要场所,锦屏大设施的启动建设开启了我国科技基础设施的新篇章,将成为具有国际顶级影响力的深地科学研究中心。国家开发投资集团一直以服务国家战略为己任,雅砻江流域水电开发有限公司是国家开发投资集团的重要企业,希望雅砻江公司积极配合清华大学等单位,在国家有关部委和四川省委省政府的支持下,再接再厉、攻坚克难,高质量做好大设施建设的各项工作。国家开发投资集团也将继续履行央企责任,服务国家战略实施,全力支持锦屏大设施建设和国家基础科学研究。希望项目早日投入运行,取得科研成果,成为能够推动国家经济社会向前发展的动力,为人类探索未知作出新的贡献。

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程建平在启动仪式上致辞

程建平介绍了锦屏地下实验室一期、二期工程的发展情况,他指出,锦屏地下实验室正式开启为期五年的极深地下实验室建设,标志着实验室团队从“独立大队”成为“正规军”,从“地方部队”成为“国家队”。程建平对各合作单位的信任与支持表示感谢,他表示,未来一定会扎扎实实推进国家重大科技基础设施的各项建设任务,安全优质高效完成各项建设工作,推进原始创新为核心的全面创新,使锦屏地下实验室成为国家创新体系的基础平台、科技研究的国际高地,成为代表国家水平,体现国家意志,承载国家使命的国家级原始创新平台。

入地2400米建暗物质实验室,清华承担的国家重大科技基础设施“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”启动

王会生、尹力、邱勇、程建平(从左至右)揭牌

现代物理学的重大突破常常需要极端实验条件,极深地下实验室就是开展粒子物理与核物理、天体物理学及宇宙学等领域重大基础前沿物理实验研究的重要设施。2009年,清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司(原二滩水电开发有限责任公司)合作,在锦屏山隧道中间位置的地下2400米处修建极深地下实验室。2010年底,“中国锦屏地下实验室”建成投入使用,成为我国首个、也是全球最深的地下实验室。2014年,清华大学与雅砻江流域水电开发有限公司签署协议,共同建设“中国锦屏地下实验室”二期工程,将地下可用实验空间由原来的4000立方米增加到30万立方米。

2016年,项目进入国家重大科技基础设施十三五规划以来,国家发展改革委从统筹协调、资金安排等方面给予大力支持,将项目纳入首批简化审批试点并在去年12月正式批复;教育部精心指导、合力推进。四川省委省政府高度重视,省委书记彭清华、省长尹力多次作出重要指示,省直相关部门和地方各级党委政府全力做好协调服务。项目承担单位清华大学和雅砻江流域水电开发有限公司大胆探索、协同攻关,按照国家要求务实推动项目前期工作。在各方的共同支持与努力下,该项目正式进入加快建设新阶段。

与国际上其他的地下实验室相比,中国锦屏地下实验室岩石覆盖最深、宇宙线通量最小、可用空间最大,并且具备交通便捷、电力及水源充足、基础设施完备等优势。

自中国锦屏地下实验室一期建成投入使用以来,已经开展了清华大学主导的高纯锗直接探测合作组(CDEX)、上海交通大学主导的液氙直接探测合作组(PandaX)等暗物质直接探测实验,以及清华大学主导的锦屏中微子实验等,取得了一系列研究成果,在较短的时间内使我国暗物质直接探测实验从无到有,研究水平达到国际先进,由“跟跑”变成“并跑”。

2013年,清华大学领导的CDEX合作组在国际上发表了中国第一个自主暗物质研究成果,研究水平达到国际第一阵营。2014年,合作组又获得了10GeV以下能区里同类探测器最灵敏的实验结果,确定性地排除了美国CoGeNT实验组多年来宣称的暗物质存在区域。2018年CDEX合作组发表了4-5GeV能量区间当时国际最好的暗物质探测灵敏度实验结果。

如今,CDEX合作组的有效实验数据积累已超过4年,开展了年度调制、暗物质轴子、暗光子等多个通道物理分析,不仅在暗物质研究方面取得了国际先进水平的成果,还在高纯锗探测器自主研制、自主低温低本底前端电子学研制等核心技术方面取得重要突破。2018年,CDEX合作组自主研制的世界第一个低阈值低本底的配置金属氧化物集成电路前放的点电极高纯锗探测器(ASIC-PPCGe),能量分辨率达到商业探测器水平,而且测量到了低能区Ge-68宇生X射线,展现了低本底测量能力。

未来,合作组将建设100公斤至吨量级的锗-76同位素丰度达85%以上的富集高纯锗阵列探测器系统,将探测灵敏度再提升两到三个量级,可以同时测量暗物质和无中微子双贝塔衰变两个重大前沿科学问题研究。

在国际合作方面,CDEX合作组参与了由中国、美国、欧洲等地区的40多所大学和研究机构的数百位科学家组成LEGEND合作组工作,独立提出并推动了基于LEGEND框架的吨量级高纯锗无中微子双贝塔衰变实验方案。

weinxin
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