從四川省涼山彝族自治州首府西昌市出發，窗外的景色從城市燈火逐漸變為茂密的森林和連綿起伏的山巒。蜿蜒曲折的公路漸漸隱沒在大山深處，雅礱江的波濤在耳邊作響。在山路上行駛約兩個小時后，車子駛進了長17.5公裡的錦屏山隧道，並最終到達了此行的目的地，世界最深、最大的極深地下實驗室——中國錦屏地下實驗室。

這個位於錦屏山隧道中部的實驗室，深藏於山體覆蓋厚達2400米的“極深地下”，這裡宇宙線通量隻有地面的一億分之一，是全世界最“純淨”的深地實驗室。

2023年12月，來自清華大學等高校和科研院所的10個實驗項目組，入駐中國錦屏地下實驗室二期——極深地下極低輻射本底前沿物理實驗設施（簡稱“錦屏大設施”），這一大國重器正式投入科學運行。“純淨”的實驗環境、便捷的交通、完備的基礎設施，為開展暗物質探測等基礎科學研究提供了近乎絕對“安靜”的實驗條件，“聆聽”來自宇宙的微聲。

進軍深地 追尋“幽靈”

所謂暗物質，是指人類肉眼看不到，且使用天文望遠鏡和電磁學手段觀測都無法捕捉到的物質。它和暗能量一起，被科學家們比作“籠罩在21世紀物理學天空中的兩朵烏雲”。暗物質研究是當前粒子物理學、宇宙學、天文物理學等學科前沿領域的研究課題，更是突破認知邊界、打開人類視野的開拓性研究。

然而，暗物質與普通物質發生作用的幾率極低，直接探測到它十分困難，再加上無處不在的宇宙射線會極大干擾探測工作，“難度就像在嘈雜的足球場尋找一根針掉落的聲音（暗物質碰撞信號）。”國投集團雅礱江公司錦屏地下實驗室管理局副局長申滿斌說。因此，一座能阻擋宇宙射線、實驗環境輻射本底低的“純淨”實驗室成為探測暗物質的先決條件。

此前，美國、日本和歐洲等國都建設了符合一定條件的地下實驗室。早在2002年，清華大學就啟動了暗物質研究。由於當時國內沒有實驗條件，研究團隊隻能遠赴韓國“借用”實驗室進行實驗。

2010年12月，錦屏地下實驗室一期的建成，填補了我國深地實驗室的空白。2023年12月，在此基礎上擴建而成的錦屏大設施，成為世界上條件最好的深地實驗室。與國際其他深地實驗室相比，錦屏地下實驗室岩石覆蓋最深、可用空間最大，具備“極低環境氡析出”“極低環境輻射”“超低宇宙線通量”“超潔淨空間”等多種優勢，為開展暗物質探測提供了絕佳的實驗環境。

值得一提的是，與加拿大SNO實驗室、美國Dusel實驗室等礦井型深地實驗室相比，錦屏地下實驗室依托錦屏水電站的交通隧洞而建，科研人員可自如乘車出入，大型科研設備也能輕鬆運輸。

極佳的實驗條件催生大量研究成果。大量高水平論文發表，其中多篇發表於《Nature》，一項成果獲教育部2022年自然科學一等獎，培養6名“國家杰出青年科學基金獲得者”。我國暗物質研究實現了從“跟跑”到“並跑”的跨越，並逐步“交替領跑”世界暗物質探測。

2021年初，中國原子能院在三個多月的時間內，完成錦屏深地核天體物理第一階段實驗，研究成果在2021年院士大會上，被列為“戰略高技術領域取得新跨越”成果之一。我國成為世界上第三個具備開展深地核天體物理研究的國家。

“我們對宇宙中95%的東西還摸不著頭腦，這種好奇心會驅使我們去了解未知領域，認識未知世界。”清華大學CDEX實驗團隊負責人岳騫說。在錦屏，十多年來，為了不知何時才能閃現的一道“微光”，科學家們不舍晝夜地用已知5%的眼界，去探尋95%的未知。

煥然一新 蓄力前行

時隔一年再次來到錦屏山隧道，冬日自然風物並無太大差別﹔但走進實驗室連接隧道內，記者發現，與剛投運時相比，如今的錦屏地下實驗室面貌煥然一新。“實驗室已經升級成‘精裝修’了。”錦屏地下實驗室主任、北京師范大學黨委書記程建平形象地比喻道。

雖然身處錦屏山地下2400米處，但記者的體感與地面上並無差別，沒有任何壓抑、閉塞的不適感。一進入實驗大廳，锃亮嶄新的風、水、電等公用設備映入眼帘，排列有序的管道上躍動著金屬光澤。如今，“地下工作者們”已不需要像建設期間那樣佩戴厚厚的防塵口罩，可以放心“自由呼吸”。這要歸功於長度超9公裡的新風系統，每小時可送新風45000m3，使整個實驗室空間保持空氣清新。

“智慧基建”有著更多細節：往來各實驗大廳的電動擺渡車，既綠色節能，也能有效降低燃油尾氣帶來的本底輻射﹔連接隧道內還設置了多個充滿科技感的模塊化智能衛生間，“在地面上搭建衛生間再尋常不過，但在地下有限空間卻難度倍增。”申滿斌說，這種智能衛生間可智能化解決廢氣、污水和污物的回收難題，且移動方便靈活。

走進實驗大廳記者看到，一批具備國際領先水平的實驗探測器在加緊安裝調試。清華大學CDEX實驗組正在進行液氮恆溫器預冷罐裝工作，施工單位同步進行實驗室工藝設備安裝，以及聚乙烯屏蔽艙最后的設備調試工作，不久后，更大的高純鍺探測器將被用於實驗。錦屏百噸級太陽中微子觀測站的探測器建設工作正全面展開。深地量子儀器實驗也啟動了預研。

扎根“地心” 碩果盈枝

錦屏大設施投入科學運行的一年，是不折不扣的“突破年”，全年累計發表高水平科研成果30余項。實驗室在首批10個實驗項目入駐的基礎上，新增超導量子計算實驗項目，進一步擴大了錦屏科研大團隊，目前已有暗物質、中微子、核天體物理、岩石力學、引力波、深地醫學、量子計算等前沿基礎科學研究正在開展。

14米寬、14米高、65米長的A1廳，宛如一座四通八達的地鐵站，距離破解天體演化密碼最近的地方——錦屏深地核天體物理實驗（簡稱JUNA）就坐落於此。

“如果宇宙是一口大鍋，裡面不斷地烹調著各種物質，今天的世界就是烹調的結果。核天體物理，就是在地球上模擬這口大鍋、構建迷你宇宙，JUNA就是一種嘗試。”中國原子能科學研究院研究員、JUNA首席科學家柳衛平解釋，JUNA要做的，就是通過模擬宇宙的思路，利用我國自主研制的世界上束流強度最大的深地加速器，用一個原子核去撞擊另一個原子核，然后生成一個新的原子核，去測量這個過程中反應產生的不同元素。

JUNA的實驗同樣需要排除宇宙射線干擾。“實驗最忙的時候，一個月都沒見到太陽。”JUNA助理研究員南巍笑著說，當時為了加緊獲得實驗結果，常常是白天在地下實驗室工作，再回到地面隻能看到月挂中天、點點繁星。但正是這種不分晝夜向更深探索的科學精神，讓科研團隊在駐扎錦屏的短時間內就取得了諸多科研碩果。

2021年，錦屏大設施建設期間，中國原子能科學研究院和中科院近代物理所在這裡建成世界最強流深地核天體物理加速器並成功出束，助力探索恆星能量來源和元素產生的奧秘，其測量靈敏度、統計精度、曝光量、能量范圍均為國際最高水平，標志著我國深地核天體研究步入國際先進行列。

今年10月28日，JUNA平台完成升級。“我們對束流能量、探測器效率、實驗靶裝置等進行了升級改造，這有助於進一步提升我國的核天體物理實驗能力和國際競爭力。”南巍說。

錦屏大設施建設正酣時，上海交大實驗團隊就同步在施工現場的“裸洞”裡實驗﹔如今，在上海交大PandaX暗物質實驗室所在的B2廳，靈敏度更高的液氙暗物質探測器已經投入使用，將讓實驗組在國際競爭中佔據優勢。“現階段液氙探測暗物質是國際競爭性項目，各國都在發力，我們要分秒必爭採集數據。”國投集團雅礱江公司與上海交通大學聯合博士后李帥杰緊盯著電腦上出現的一組組數據。

今年4月，在物理評論快報（Physical Review Letter）上海交大PandaX合作組發表搜尋氙-134雙貝塔衰變的世界最好結果。11月，國際頂級學術期刊物理評論快報（Physical Review Letter）刊登了PandaX實驗對太陽硼-8中微子的首個測量結果，這是國際首次較高置信度的觀測，開啟了液氙暗物質和中微子探測實驗的新篇章。

錦屏地下實驗室的定位，是綜合性重大基礎科學研究平台，也是開放共享的大科學裝置，為科學研究提供了更多可能性。

四川大學華西醫院聚焦深地原位生命觀測、極低本底輻射環境細胞感知識別、抗衰老及腫瘤治療策略等醫學前沿實驗研究。深地醫學團隊入駐錦屏地下實驗室，“觀測”來自地球內部的“生命脈動”。2022年，科研人員把人類腫瘤細胞放在地下2400米進行“培養”，一個月后，腫瘤細胞出現了增殖減緩、遷移能力減弱和細胞周期阻滯等現象，這對於腫瘤治療是一個好消息。

精益高效 護航科研

實驗室的安全穩定運行，離不開日夜守護的保障與支持。作為共建單位，國投集團雅礱江公司專門成立了錦屏地下實驗室管理局負責實驗室的建設管理、運行維護和科研保障工作。

“2024年實驗室持續抓實‘清單制+責任制’落實和雙重預防機制建設，筑牢實驗室安全運行屏障，我們成功實現了實驗室封閉運行管理，全力保障實驗室本底及潔淨度要求，堅持打造最高標准實驗室管理體系，保障科學實驗安全高效推進，助力建設世界一流深地科研平台。”申滿斌說。

一年來，實驗室推進了清華大學1725m3液氮恆溫器液氮灌裝，完成超導量子計算實驗項目裝置安裝，完成微推力測量實驗平台搭建，助力原子能院JUNA項目團隊完成實驗升級……

為避免長期在地下工作的人出現心理壓抑，實驗室特別邀請清華美院，將實驗室環境打造成暖色系。在地面，錦屏地下實驗室管理局為科研團隊配置了設施設備齊全的公寓、食堂、健身房、書屋、會議室等，吃、住、行全方位保障，讓科研人員舒心、放心地潛心實驗。

2024年，第三屆地下和空間粒子物理與宇宙物理前沿問題研討會、第十七屆物質起源與星系演化國際研討會等大型學術會議在四川召開。先后有300多名國內外科研人員赴錦屏實驗室調研，對錦屏大設施嘖嘖稱奇。“我們懷著積極的態度擁抱世界，今后將定期召開深地前沿科學領域的研討會，吸引全世界更多科學家關注中國，來到錦屏。”程建平說，下一步，計劃以錦屏地下實驗室為平台，提出“錦屏深地中微子和暗物質研究”國際大科學計劃。

記者離開實驗室時，實驗大廳內依舊燈火通明，科研人員們還在堅守崗位、潛心鑽研。

“追光”之路，注定道阻且長。錦屏地下實驗室作為“國之重器”，正逐步打造成為牽引科技創新的大科學裝置。以錦屏為起點，科研工作者將繼續仰望太空，擁抱浩瀚星海，為人類未來打開更加廣袤的空間。 （本記者薛晨 周以航）

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