四川涼山彝族自治州錦屏山,，巍峨聳立,，風(fēng)光秀美,，山腳被雅礱江環(huán)抱,。

從山頂垂直向下2400米處,，有目前全球巖石覆蓋厚度最深的地下實(shí)驗(yàn)室——中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室,。

在實(shí)驗(yàn)室里有一群科技工作者,，他們喜歡稱自己的科研工作為“守株待兔”,。

他們待的“兔”,，可非同一般,！這是宇宙中的神秘物質(zhì)——暗物質(zhì)。暗物質(zhì),，雖然從未被“看見”,，但已被科學(xué)家通過天文學(xué)眾多觀測(cè)數(shù)據(jù)得出，約占整個(gè)宇宙物質(zhì)總質(zhì)量的85%,。要知道,，我們目前所看到的恒星,、行星等普通物質(zhì)，僅約占整個(gè)宇宙物質(zhì)總質(zhì)量的15%,。

地下,，能有效屏蔽宇宙射線對(duì)暗物質(zhì)探測(cè)的“噪聲”干擾。為了探測(cè)到暗物質(zhì),，這群科技工作者在大山深處,、于“黑暗”之中，夜以繼日地開展科研攻關(guān),，在暗物質(zhì)直接探測(cè)領(lǐng)域走到了世界前列,。

暗物質(zhì)世界的跋涉者

2023年6月中旬,，錦屏地下實(shí)驗(yàn)室主任,、清華大學(xué)雙聘教授程建平又來(lái)到了實(shí)驗(yàn)室二期項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)?？粗矍凹磳⒖⒐さ膶?shí)驗(yàn)室,，程建平激動(dòng)不已：“這里將大大推動(dòng)我國(guó)在粒子物理和核物理領(lǐng)域的重大基礎(chǔ)前沿研究，成為我國(guó)乃至世界粒子物理學(xué)家探索未知的樂園,。”

2003年,，面對(duì)提高我國(guó)基礎(chǔ)研究水平的迫切需求，程建平率領(lǐng)十幾人的團(tuán)隊(duì),，瞄準(zhǔn)世界科學(xué)前沿,，立志從事暗物質(zhì)直接探測(cè)研究。這一做,，就是20年,。

最開始，我國(guó)還沒有地下實(shí)驗(yàn)室,，他們要時(shí)常跑到國(guó)外的地下實(shí)驗(yàn)室做研究,。然而，給他們的實(shí)驗(yàn)地方僅有2平方米大,。為了找尋國(guó)內(nèi)適合暗物質(zhì)研究的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地,，程建平團(tuán)隊(duì)數(shù)年時(shí)間里，在全國(guó)范圍內(nèi)調(diào)研過各種地下空間,，但都不太符合實(shí)驗(yàn)條件,。偶然間，他們看到了錦屏山交通隧道貫通的消息,，腦海中瞬間閃過一個(gè)想法——“場(chǎng)地有了,！”

于是,，他們與雅礱江流域水電開發(fā)有限公司合作,，共同開始建設(shè)實(shí)驗(yàn)室,。錦屏地下實(shí)驗(yàn)室低本底組負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)工程物理系研究員曾志,，也是最早參與到實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的成員之一,。15年來(lái)，他已經(jīng)數(shù)不清到錦屏地下實(shí)驗(yàn)室的次數(shù)和時(shí)間,，趕上任務(wù)緊張,，連續(xù)待上幾個(gè)月的情況也時(shí)常出現(xiàn)。

“實(shí)驗(yàn)室里的鋼筋,、水泥,、骨料、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等都需要滿足低輻射本底的要求,，我們對(duì)每一處細(xì)節(jié)都進(jìn)行了精密篩選和測(cè)量,。”曾志說，實(shí)驗(yàn)室宇宙線通量只有約地面水平的一億分之一,，隨著實(shí)驗(yàn)室從一期4000立方米擴(kuò)大到二期的30萬(wàn)立方米，這里已成為全世界最深最大最“純凈”的深地實(shí)驗(yàn)室,，是國(guó)際一流的前沿物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái),。

15年來(lái)，團(tuán)隊(duì)集聚了越來(lái)越多對(duì)科學(xué)充滿熱愛,、對(duì)宇宙有強(qiáng)烈好奇的科學(xué)家和科研人員,，在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室，開展暗物質(zhì)直接探測(cè)研究,。

得出我國(guó)首個(gè)暗物質(zhì)直接探測(cè)物理結(jié)果,，成功排除美國(guó)某實(shí)驗(yàn)組宣稱“探測(cè)到暗物質(zhì)”的區(qū)域，建成國(guó)際首個(gè)液氮直接浸泡制冷的點(diǎn)電極高純鍺陣列實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)……團(tuán)隊(duì)取得了一系列國(guó)際領(lǐng)先的科研成果,，使我國(guó)暗物質(zhì)研究實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“并跑”,，再到局部“領(lǐng)跑”的跨越。

齊心協(xié)力突破“卡脖子”難題

過去,，在團(tuán)隊(duì)成員心中,，始終有個(gè)坎兒，極大限制了他們做科研的腳步,。

那就是探測(cè)暗物質(zhì)的核心裝置——高純鍺探測(cè)器長(zhǎng)期依賴進(jìn)口,。“我們要研發(fā)出屬于自己的高純鍺探測(cè)器！”2010年起,，錦屏地下實(shí)驗(yàn)室副主任,、清華大學(xué)工程物理系研究員李元景帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)踏上了征服探測(cè)器的道路。

從零開始,，談何容易,！因暗物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)對(duì)高純鍺探測(cè)器的靈敏度要求非常高,，李元景與團(tuán)隊(duì)既要能夠制備高純度鍺晶體，還要摸索探測(cè)器制作整套工藝,。“每向前走一步,，對(duì)我們來(lái)說都是一道坎兒，而這樣的坎兒有無(wú)數(shù)個(gè),。”李元景說,。

7年時(shí)間，李元景與團(tuán)隊(duì)攻克了高純鍺探測(cè)器“卡脖子”技術(shù),，研發(fā)出了我國(guó)第一臺(tái)500克級(jí)高純鍺探測(cè)器,。自此，高純鍺探測(cè)器的研發(fā)駛?cè)肓?ldquo;快車道”,，1公斤級(jí),、1.5公斤級(jí)也陸續(xù)問世。

“做科研就要勇于沖破黎明前的黑夜,，一旦迎來(lái)第一縷曙光,，前方將是萬(wàn)丈光芒。”李元景滿懷憧憬地說,，“接下來(lái),，我們的目標(biāo)是要完成百公斤級(jí)的高純鍺探測(cè)器。”

在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室,，非常鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員大膽假設(shè),、勇敢嘗試。隨著實(shí)驗(yàn)室里高純鍺探測(cè)器規(guī)模的不斷擴(kuò)大,，捕捉到的脈沖信號(hào)越來(lái)越多,，對(duì)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室讀出電子學(xué)組負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)工程物理系副研究員薛濤提出了更大挑戰(zhàn),。

“面對(duì)海量信號(hào)，我們既需要提高讀出帶寬,，將更多脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)到電腦中,，同時(shí)也要避免在舍棄電子學(xué)‘噪聲’時(shí)，將隱藏在其中的有用信號(hào)誤刪掉,。”薛濤向記者講述著所面臨的困難,。

他們產(chǎn)生了一個(gè)大膽想法，將讀出帶寬從1千兆比特每秒（Gbps）提升到40千兆比特每秒,，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合數(shù)字濾波,，研究新的實(shí)時(shí)在線處理算法，對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行初步篩選。

剛開始,，薛濤對(duì)這個(gè)想法還比較猶豫,，步子邁這么大，究竟能不能實(shí)現(xiàn),？“就去做吧,！”在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室的大力支持下，薛濤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)奮力攻克一道道難關(guān),。

“我們發(fā)現(xiàn)啦,！”2023年3月的一個(gè)深夜，薛濤的手機(jī)收到一條令人振奮的消息,。“多年來(lái),，我們一直夢(mèng)想著在電子學(xué)‘噪聲’里找到隱藏其中的有用信號(hào)，為之后疑似暗物質(zhì)信號(hào)分析提供更多有用的數(shù)據(jù),，這次終于成功了,。”薛濤說。

把接力棒交到年輕人手中

“由清華大學(xué)負(fù)責(zé)的錦屏地下實(shí)驗(yàn)室,，既要推出科研成果,，還肩負(fù)著培養(yǎng)人才的使命。”李元景說,，“我們團(tuán)隊(duì)的主力就是這些80后,、90后的青年科研人員，將年輕人培養(yǎng)起來(lái)同樣也是重要成果之一,，為此我們給了年輕人很多挑大梁的機(jī)會(huì)。”

2017年1月,，剛在國(guó)外完成博士后的田陽(yáng),，一回到清華大學(xué)，就在探測(cè)器組負(fù)責(zé)人,、清華大學(xué)工程物理系首席研究員李玉蘭的指導(dǎo)下,，承擔(dān)起了下一階段的重要任務(wù)——將高純鍺探測(cè)器的制冷方式由真空腔液氮直冷改為液氮裸浸。

對(duì)于這項(xiàng)重任,，田陽(yáng)感到壓力很大,，但又充滿能量與干勁。“國(guó)際上關(guān)于暗物質(zhì)探測(cè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,，我們必須分秒必爭(zhēng),。”他說。熬夜甚至通宵,，對(duì)田陽(yáng)來(lái)說是常有的事,。他至今還記得2018年12月第一次將調(diào)整后的高純鍺探測(cè)器放入液氮中的那個(gè)夜晚，他和團(tuán)隊(duì)盯到凌晨2點(diǎn)還不舍得離開。

5年里,，田陽(yáng)發(fā)現(xiàn)問題,、解決問題，終于使高純鍺探測(cè)器達(dá)到了未來(lái)實(shí)驗(yàn)要求,。如今已是副研究員的他,，正期待著將研究成果，盡早應(yīng)用在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室二期的液氮恒溫器中,。

2023年7月初，錦屏地下實(shí)驗(yàn)室暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)組成員,、清華大學(xué)工程物理系助理研究員楊麗桃,，來(lái)到錦屏地下實(shí)驗(yàn)室，對(duì)高純鍺探測(cè)器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的安裝調(diào)試,。

從讀博士開始,，楊麗桃就在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室科學(xué)部負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)工程物理系首席研究員岳騫和暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)組負(fù)責(zé)人,、清華大學(xué)工程物理系副教授馬豪的指導(dǎo)下,，從事暗物質(zhì)探測(cè)研究工作。當(dāng)時(shí),，開發(fā)出能夠甄別疑似暗物質(zhì)信號(hào)的數(shù)據(jù)分析方法,，迫在眉睫。楊麗桃給自己定下了“軍令狀”：“不做出來(lái),，不理發(fā)不刮胡子,。”

在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室，楊麗桃利用白天做調(diào)試,，晚上回宿舍寫算法,，幾乎每天都保持著高強(qiáng)度的工作狀態(tài)。其間,，大家看到頭發(fā)超過肩膀的楊麗桃,，都快認(rèn)不出來(lái)了，“一點(diǎn)也不像個(gè)90后的小伙子”,。

兩年后,，當(dāng)楊麗桃穿戴整齊、干凈利落地出現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)面前,，大家知道,，他做出來(lái)了！

在團(tuán)隊(duì)中,，像田陽(yáng),、楊麗桃這樣執(zhí)著的青年科研人員還有很多，他們?cè)谥卮箜?xiàng)目的歷練中，逐漸成長(zhǎng)為科研創(chuàng)新的骨干力量,。

“我們可以放心地把接力棒交到他們手中,，相信他們會(huì)取得更大的突破與創(chuàng)新！”程建平說,。

（原標(biāo)題：在地下2400米攀登世界科技高峰）

【責(zé)任編輯：趙康麗】

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