在這個闔家團圓的新春佳節(jié)，錦屏地下實驗室PandaX實驗團隊的師生仍堅守在地下2400米的科研崗位上。

錦屏地下實驗室位于四川，是我國首個極深地下實驗室，于2010年啟動，2021年開始擴建，經(jīng)歷三年時間，2023年12月實驗室二期項目錦屏大設(shè)施正式投入科學運行。

PandaX實驗坐落在錦屏地下實驗室，利用液氙尋找宇宙中暗物質(zhì)和中微子信號。上海交通大學為實驗牽頭單位，合作單位包括北京大學、北京航空航天大學、山東大學、復旦大學、中國科學技術(shù)大學、中山大學、南開大學、成都理工大學和雅礱江水電公司。從2009年開始，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，實驗團隊先后研制了三代液氙探測器，探測靈敏度達到了國際領(lǐng)先水平。

目前正在開展第三代四噸級實驗PandaX-4T。此前由于大設(shè)施建設(shè)，PandaX-4T實驗停機1年，并在停機期間進行了探測器的第一階段升級。在歐美同類型實驗的激烈競爭下，PandaX-4T實驗需要盡快恢復物理取數(shù)。

這個春節(jié)期間是實驗恢復運行的關(guān)鍵階段，實驗團隊的2名教師帶領(lǐng)4名研究生進駐錦屏地下實驗室現(xiàn)場值班完成運行恢復，并將啟動時間投影室探測器系統(tǒng)、光電讀出系統(tǒng)、電子學系統(tǒng)、制冷循環(huán)系統(tǒng)、精餾提純系統(tǒng)等聯(lián)合運行，改造循環(huán)管路進一步去除放射性本底噪聲。

“過年時間都是人為規(guī)定的，我們可以選個其它時間過”

上海交通大學物理與天文學院副教授黃俊挺是今年春節(jié)值守在地下2400米的教師之一。

“我是第一次春節(jié)在錦屏值班，我們實驗組是每年不同的老師輪流來。一般粒子物理實驗都是每天24小時值班，全年不間斷，以保證探測器運行。世界各地的粒子物理實驗都一樣，所以總是有人在假日值班。當學生的時候在其它實驗上也會在假期值班。”黃俊挺介紹。

他說，值班是了解探測器運行的最好方式，非常有用也很有趣?！拔覀兊哪繕耸茄芯堪滴镔|(zhì)是什么以及中微子的基本性質(zhì)，這些都和宇宙的演化、星系的形成以及我們?yōu)槭裁创嬖谟忻芮嘘P(guān)系。這個目標給了我們動力。”

這次春節(jié)值班和平時值班一樣，是兩名老師加幾名學生，他們住在進地下實驗洞口附近的宿舍里。一般值班一天進洞兩次，早晨和下午。

“2022年后期到2023年底由于錦屏二期施工，我們借機升級了探測器，近期才初步恢復運行。目前還差純水屏蔽體，我們現(xiàn)在每天排班灌純水，從早晨9點到晚上11點，主要是擔心純水系統(tǒng)離電源太近，要是意外漏水可能會有很大麻煩，現(xiàn)在沒有人的時候還不敢灌水。我們總共要灌900立方米，預計要好幾周，年后才能完成。”談起春節(jié)值守期間的任務(wù)，黃俊挺介紹，“還有就是去年年底我們安裝了幾百只光電倍增管作為反符合系統(tǒng)的一部分，寒假期間要為準備它們準備高壓和讀出系統(tǒng)。最后，作為值班常規(guī)的任務(wù)，要保證液氙探測器的穩(wěn)定運行。由于探測器系統(tǒng)比較復雜，尤其是制冷系統(tǒng)，有許多參數(shù)需要監(jiān)測。我們有一套系統(tǒng)，有問題會發(fā)警報，如果自己解決不了，就聯(lián)系相關(guān)系統(tǒng)的專家解決。”

對于春節(jié)值班，黃俊挺表示，“過年時間都是人為規(guī)定的，我們可以選個其它時間過，帶家人和娃出去，自己給自己放假。科學研究還是自由度很大的，大家不要被嚇到了，認為有多艱苦要做多大犧牲什么的。科學研究是非常有趣的，一般人們還要花錢到山里度假，我們工作和玩合為一體了，以后我希望有機會帶自己小孩上山來看一看。我希望大家也能讓自己小孩了解到科學研究多種‘酷’的方面?！?/p>

他還表示，春節(jié)值班期間的日子其實并不單調(diào)無聊。

“除了老師學生外，我們的司機陳師傅過年也在山上。我們進洞必須要有一名司機。他是四川人，說過年給我們準備火鍋，年前幾天下山采購一些年貨。”黃俊挺說，和平時一樣，大家在山上也會有一些活動，比如打羽毛球，玩桌游等。他最近從學生那里學會了打“烏諾”（一種紙牌游戲），挺有趣的，和學生打交道自己也年輕了。

“今年春節(jié)很榮幸能堅守在2400米的地下實驗室”

和黃俊挺一樣，今年春節(jié)，上海交通大學物理與天文學院2019級博士研究生曾鑫寧也值守在錦屏地下實驗室。

春節(jié)不能回家過年的曾鑫寧表示，“今年春節(jié)很榮幸能夠從前輩的手中接過科研的接力棒，堅守在2400米的地下實驗室，保證探測器的持續(xù)穩(wěn)定運行?！?/p>

對自己所從事的研究，曾鑫寧介紹，粒子物理實驗與大多數(shù)人想象中的科研不同，它既是基礎(chǔ)物理的前沿課題，也是工程技術(shù)的卡脖子難題?；陔p相液氙時間投影室技術(shù)的暗物質(zhì)探測實驗尤其如此。探測器由多個子系統(tǒng)構(gòu)成，時間投影室、制冷、刻度、精餾、電子學等等。用來搭建系統(tǒng)的每一個材料和部件都需要經(jīng)過嚴格的放射性檢驗，每一個結(jié)構(gòu)也都經(jīng)過了反復討論與測試。這一切都是為了讓探測器足夠干凈，保證當暗物質(zhì)來臨時能夠觀測到它。

“探測器為我們提供了海量的數(shù)據(jù)，要從海量的數(shù)據(jù)中搜尋暗物質(zhì)的信號，又是另外一項難題?！痹螌幷f，“已經(jīng)數(shù)不清有多少個日夜，和老師同學們討論數(shù)據(jù)中看到的‘異?！闆r，通過數(shù)據(jù)中看到的蛛絲馬跡，推理探測器中發(fā)生的物理過程?！?/p>

對于自己所在的團隊，曾鑫寧充滿了自豪。曾鑫寧介紹，本世紀以來，國際上相繼開展了20多個暗物質(zhì)探測實驗。十四年間，一批批前輩前赴后繼，扎根地下2400米，造出了世界上最靈敏的探測器之一，不僅填補了國內(nèi)液氙探測領(lǐng)域的空白，還在國際上處于領(lǐng)先地位。

“2023年，我們團隊發(fā)表了全球同類實驗首篇NATURE，對“暗物質(zhì)有多暗”這一基礎(chǔ)問題給出了擲地有聲的回答。同時，我們還在物理學頂級期刊《物理評論快報》上發(fā)表多篇論文，描繪了完備的暗物質(zhì)研究藍圖。”曾鑫寧說。

經(jīng)過全球科學家的共同努力，暗物質(zhì)參數(shù)空間不斷被壓縮，留給人類的未至之境已經(jīng)不多了。

“誰能率先找到暗物質(zhì)，誰就能在科學上走在前頭”。曾鑫寧說，探測器持續(xù)穩(wěn)定長時間的采數(shù)對于暗物質(zhì)探測實驗的靈敏度來說非常重要。春節(jié)值班期間，曾鑫寧想到的是，前輩們在探測器研發(fā)早期經(jīng)歷的種種故事和他們身上所散發(fā)出的令人崇敬的優(yōu)秀科學家品質(zhì)。

“現(xiàn)在，能像他們一樣，在這樣的特殊時刻為我國科研事業(yè)貢獻自己的一份力量，讓我的春節(jié)過得更加充實而有意義?！痹螌幷f。