在加拿大安大略省薩德伯里附近的一座鎳礦深處,一項突破性的物理實驗正在改寫人類探索宇宙的邊界。超級低溫暗物質搜尋計劃(SuperCDMS)近日成功將探測器冷卻至接近絕對零度的極低溫環境,標志著這一耗時多年的科研項目正式進入科學運行階段。該實驗旨在捕捉宇宙中最神秘的物質——暗物質,其占比高達宇宙總物質的85%,卻始終未被直接觀測到。
實驗選址于地下約2073米的SNOLAB研究設施,這一深度可有效屏蔽宇宙射線和其他干擾信號。科研團隊通過多層防護設計構建了一個“低本底環境”:由超純鉛制成的四米高圓柱形屏蔽層可阻擋伽馬輻射,高密度聚乙烯則用于減少中子活動。明尼蘇達大學物理與天文學院教授普麗西拉·庫什曼指出:“達到基礎溫度是建設過程中的關鍵里程碑,現在探測器能夠掃描可能存在最輕暗物質粒子的全新參數空間。”
該實驗的核心裝置是一組精密的低溫固態探測器,其運行溫度僅比絕對零度高千分之一度。在這種極端條件下,材料內部的熱運動幾乎完全停止,為探測暗物質與普通物質相互作用產生的微弱信號創造了理想條件。如果當前理論模型正確,暗物質粒子會持續穿過地球,但與普通物質的碰撞概率極低,這要求探測器必須具備極高的靈敏度。
明尼蘇達大學團隊不僅主導了實驗設備的研發與安裝,還開發了專門的重建算法和分析方法。物理與天文學院助理教授劉巖作為分析工作組主席,帶領團隊為即將開始的數據收集工作做準備。這些技術突破將使科學家能夠快速識別可能的暗物質信號,同時研究稀有同位素并探索此前未被測量的能量范圍。
隨著探測器進入調試階段,科研團隊將在未來數月內完成激活、校準和參數微調工作。這項由美國能源部科學辦公室、美國國家科學基金會、加拿大創新基金會及加拿大自然科學與工程研究委員會共同支持的國際合作項目,不僅可能揭開暗物質的神秘面紗,還可能發現全新的粒子相互作用機制。在地球深處的這個寂靜實驗室里,人類正以前所未有的精度聆聽宇宙最微弱的“聲音”。











