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2026-05-13
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中国实现地下、地上、太空大科学装置“三极领先”

日期:12-08
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版面:第7版:时事新闻       上一篇    下一篇

    中国锦屏地下实验室二期极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施(简称“锦屏大设施”)土建公用工程7日完工,具备实验条件。这标志着世界最深、最大的极深地下实验室正式投入科学运行。

    ■ 世界最深、最大

    极深地下实验室锦屏大设施投入科学运行

    锦屏大设施是中国锦屏地下实验室二期项目,位于四川省凉山彝族自治州锦屏山地下2400米处,总容积33万立方米。实验室宇宙线通量仅为地表的一亿分之一,具备“极低环境氡析出”“极低环境辐射”“超低宇宙线通量”“超洁净空间”等多种优势。

    锦屏地下实验室是我国开展暗物质研究的绝佳场所。2010年12月,由清华大学与国投集团雅砻江流域水电开发有限公司采用校企合作模式共建的锦屏地下实验室一期建成投运,填补了我国深地实验室的空白,首批入驻的清华大学CDEX实验组和上海交通大学PandaX实验组填补了我国暗物质研究的空白。自一期投运以来,在暗物质探测、核天体物理等领域取得多项国际领先的科研成果。

    2014年,锦屏地下实验室二期项目获批国家重大科技基础设施,规划地下可用实验空间由原来的4000立方米增加到33万立方米。项目施工过程中,首创防水抑氡工艺、研发低本底设备材料,最大限度控制实验室辐射本底,打造“纯净”实验环境。

    锦屏地下实验室主任、北京师范大学党委书记程建平表示,作为开放共享的大科学装置,锦屏大设施的建设为暗物质、中微子、核天体物理等前沿课题提供了一流实验环境,也为深地岩体力学、深地医学等深地科学提供了绝佳研究平台。未来,实验室将成为多学科交叉的世界级深地科学研究中心,助力国家科创平台“跨越式提升”。

    据悉,首批来自清华大学、上海交通大学、北京师范大学、中国原子能科学研究院、中国科学院武汉岩土力学研究所等高校和科研院所的10个实验项目组进驻开展科学实验。

    ■ “中国天眼”成果频出

    发现脉冲星数量是其他望远镜发现总量3倍以上

    发现新脉冲星数量达800余颗,是国际上同一时期所有其他望远镜发现脉冲星总数的3倍以上;首次在射电波段观测到黑洞“脉搏”,有望打开黑洞射电观测和理论研究的新思路;发现迄今轨道周期最短脉冲星双星系统,从观测上证实了蜘蛛类脉冲星的演化理论;探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据,为理解超大质量黑洞、星系并合历史和宇宙大尺度结构形成等重要问题提供帮助……

    今年以来,“中国天眼”持续产出重量级发现,为探索宇宙奥秘作出更多中国贡献。

    快速射电暴(FRB)是宇宙中最明亮的射电爆发现象,在1毫秒的时间内能释放出太阳大约一整年才能辐射出的能量。快速射电暴自2007年首次被确定存在以来,迅速成为天文学最新研究热点之一。

    得益于“中国天眼”的超高灵敏度,我国科学家领导的科研团队发现了首例持续活跃重复快速射电暴FRB 20190520B,对更好理解这一宇宙神秘现象具有重要意义。

    国家天文台研究员李柯伽所在的中国脉冲星测时阵列(CPTA)研究团队利用“中国天眼”,探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据。在他看来,这一发现得益于“中国天眼”的建成和高效运行。

    “FAST的灵敏度让中国天文学家站在了人类视野的最前沿。”李柯伽说,美国、欧洲、澳大利亚的科研团队均已开展了约20年的纳赫兹引力波搜寻,凭借“中国天眼”的优良性能,CPTA研究团队以数据精度、脉冲星数量和数据处理算法上的优势,弥补了观测时长的差距,使我国纳赫兹引力波探测和研究同步达到世界领先水平。

    “随着运维智能化水平的提升,FAST的运行效率将进一步提高,这将帮助我们更快地积累更多观测数据,我们有信心取得更多重要发现。”李柯伽说。

    ■ 巡天空间望远镜将发射

    一次拍下星体是哈勃太空望远镜的300倍

    据悉,我国自主研发、国际领先的首个大型巡天空间望远镜目前正在研制,预期在宇宙学、暗物质与暗能量、星系与活动星系核、银河系与紧邻星系、恒星形成与演化、系外行星等问题上取得丰硕的开创性科学成果。

    当前正在研制的巡天空间望远镜具有高空间分辨率,入轨后将开展17500平方度的大面积天区深场巡天观测,以及不同类型天体的精细观测。据了解,巡天空间望远镜是中国空间站的重要组成部分,可获取宇宙全景的高清晰图像,升空后将具有与哈勃太空望远镜相当的空间分辨能力,但视场角是哈勃的300多倍。好比山上有一群羊,哈勃望远镜能看到其中一只羊,而巡天空间望远镜一次可以把成千上万只羊都拍下来,而且每一只的清晰度都和通过哈勃望远镜看到的一样。

    根据计划,巡天空间望远镜发射升空后将与中国空间站共轨长期独立飞行,开展巡天观测,短期停靠空间站进行补给和维护升级。

    巡天空间望远镜以天宫空间站为太空母港,平时观测时远离空间站并与其共轨独立飞行,在需要补给或者维修升级时,主动与“天宫”交会对接,停靠太空母港,能够保障其在10年寿命期内可以正常运行。能有效避免出现类似哈勃望远镜遭遇故障约3年无法修复的情况,能够延长在轨寿命,实现超期“服役”。

    据新华社电