澎湃新聞記者 程婷
在這個闔家團圓的新春佳節，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。
錦屏地下實驗室位於四川，是我國首個極深地下實驗室，於2010年啟動，2021年開始擴建，經歷三年時間，2023年12月實驗室二期項目錦屏大設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，經過十幾年的發展，實驗團隊先後研製了三代液氙探測器，探測靈敏度達到了國際領先水平。
目前正在開展第三代四噸級實驗PandaX-4T。此前由於大設施建設，PandaX-4T實驗停機1年，並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實驗需要儘快恢復物理取數。
這個春節期間是實驗恢復運行的關鍵階段，實驗團隊的2名教師帶領4名研究生進駐錦屏地下實驗室現場值班完成運行恢復，並將啟動時間投影室探測器系統、光電讀出系統、電子學系統、製冷循環系統、精餾提純系統等聯合運行，改造循環管路進一步去除放射性本底噪聲。
“過年時間都是人為規定的，
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值守在地下2400米的教師之一。
“我是第一次春節在錦屏值班，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。“我們的目標是研究暗物質是什麼以及中微子的基本性質，這些都和宇宙的演化、星系的形成以及我們為什麼存在有密切關係。這個目標給了我們動力。”
這次春節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年後期到2023年底由於錦屏二期施工，我們藉機升級了探測器，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離電源太近，要是意外漏水可能會有很大麻煩，現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，年後才能完成。”談起春節值守期間的任務，黃俊挺介紹，“還有就是去年年底我們安裝了幾百隻光電倍增管作為反符合系統的一部分，寒假期間要為準備它們準備高壓和讀出系統。最後，作為值班常規的任務，要保證液氙探測器的穩定運行。由於探測器系統比較複雜，尤其是製冷系統，有許多參數需要監測。我們有一套系統，有問題會發警報，如果自己解決不了，就聯繫相關係統的專家解決。”
對於春節值班，黃俊挺表示，“過年時間都是人為規定的，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麼的。科學研究是非常有趣的，一般人們還要花錢到山裡度假，我們工作和玩合為一體了，以後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。”
他還表示，春節值班期間的日子其實並不單調無聊。
“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，年前幾天下山採購一些年貨。”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。他最近從學生那裡學會了打“烏諾”（一種紙牌遊戲），挺有趣的，和學生打交道自己也年輕了。
“今年春節很榮幸
能堅守在2400米的地下實驗室”
和黃俊挺一樣，今年春節，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。
春節不能回家過年的曾鑫寧表示，“今年春節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，保證探測器的持續穩定運行。”
對自己所從事的研究，曾鑫寧介紹，粒子物理實驗與大多數人想象中的科研不同，它既是基礎物理的前沿課題，也是工程技術的卡脖子難題。基於雙相液氙時間投影室技術的暗物質探測實驗尤其如此。探測器由多個子系統構成，時間投影室、製冷、刻度、精餾、電子學等等。用來搭建系統的每一個材料和部件都需要經過嚴格的放射性檢驗，每一個結構也都經過了反覆討論與測試。這一切都是為了讓探測器足夠乾淨，保證當暗物質來臨時能夠觀測到它。
“探測器為我們提供了海量的數據，要從海量的數據中搜尋暗物質的信號，又是另外一項難題。”曾鑫寧說，“已經數不清有多少個日夜，和老師同學們討論數據中看到的‘異常’情況，通過數據中看到的蛛絲馬跡，推理探測器中發生的物理過程。”
對於自己所在的團隊，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多個暗物質探測實驗。十四年間，一批批前輩前赴後繼，紮根地下2400米，造出了世界上最靈敏的探測器之一，不僅填補了國內液氙探測領域的空白，還在國際上處於領先地位。
“2023年，我們團隊發表了全球同類實驗首篇NATURE，對“暗物質有多暗”這一基礎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》上發表多篇論文，描繪了完備的暗物質研究藍圖。”曾鑫寧說。
經過全球科學家的共同努力，暗物質參數空間不斷被壓縮，留給人類的未至之境已經不多了。
“誰能率先找到暗物質，誰就能在科學上走在前頭”。曾鑫寧說，探測器持續穩定長時間的采數對於暗物質探測實驗的靈敏度來說非常重要。春節值班期間，曾鑫寧想到的是，前輩們在探測器研發早期經歷的種種故事和他們身上所散發出的令人崇敬的優秀科學家品質。
“現在，能像他們一樣，在這樣的特殊時刻為我國科研事業貢獻自己的一份力量，讓我的春節過得更加充實而有意義。”曾鑫寧說。
本期編輯 鄒姍
