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世界最大暗物質(zhì)實驗有感
前幾天上海交大公布世界最大暗物質(zhì)實驗首個結(jié)果，娘親倍感激動，特邀親歷者為我們分享他的感悟。作者肖夢蛟今年交大畢業(yè)，現(xiàn)為美國馬里蘭大學(xué)博士后，主要研究方向為暗物質(zhì)和中微子探測，為PandaX（“熊貓計劃”）和JUNO（江門中微子實驗）合作組成員。博士期間長期駐扎在四川涼山州錦屏地下實驗室并擔(dān)任現(xiàn)場負(fù)責(zé)人。
16年7月22日，下午四點，上海交通大學(xué)徐匯校區(qū)包兆龍圖書館A303，我盡可能詳細(xì)地記錄著這一刻。此時此刻，我們的PandaX正在向全世界公布二期實驗正式運行的首個物理結(jié)果，這也是目前世界上最大的暗物質(zhì)實驗對暗物質(zhì)做出的最靈敏的探測。作為PandaX合作組的一員，我見證了PandaX的從無到有、從籍籍無名到世界一流；而身處新聞發(fā)布會的現(xiàn)場，我也是百感交集，除了滿滿的激動與感動，感觸更深的則是我們一路走來的艱辛與不易。
PandaX合作組成立于2009年。彼時，合作組發(fā)言人（SpokenPerson）——季向東教授剛到交大物理系主持工作，而當(dāng)時還是本科生四年級的我也有幸成為了合作組最早的學(xué)生。團(tuán)隊成立之初，PandaX絕大多數(shù)的成員對暗物質(zhì)探測的實驗經(jīng)驗幾乎為零。但就是這樣一個年輕的團(tuán)隊，懷揣著“發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)”的夢想、憑著極大的科研熱情與投入，一步一個腳印，慢慢地走上了世界舞臺。
2012年8月12日，經(jīng)過三年的R&D后，我們將探測器主體從上海交大裝車運往了2400公里外的四川省涼山彝族自治州中國錦屏地下實驗室。2012年8月14日，我第一次踏進(jìn)錦屏地下室，并由此開啟了在這片熱土上近兩年艱苦卓絕的科研工作。初到錦屏，我們首先要克服的是自然環(huán)境和生活條件的挑戰(zhàn)。2012年8月30日，就在我們將探測器整體搬至錦屏剛過了半個月，涼山州錦屏遭遇特大泥石流災(zāi)害。當(dāng)天晚上，聽著窗外仍下個不停的暴雨，我們徹夜難眠，最后只得決定臨時從營地撤出來到西昌城里“避難”，實驗也因此被耽擱了一個禮拜。另外，錦屏地下實驗室地處涼山州錦屏、木里和鹽源的交界處，交通極為不便，離實驗室最近的小鎮(zhèn)——漫水灣有近兩個小時的車程。所以，用深山老林來形容一點兒都不為過。因此，我們也一般都用“進(jìn)山”來形容到實驗室現(xiàn)場，并且一進(jìn)去就是一個多月，在里面的時光基本就過著與世隔絕的生活。我自我就曾有過五個月不出山的經(jīng)歷，當(dāng)時身邊的很多人都打趣說我都要成“山頂洞人”了。而這其中的寂寞與孤苦，也只有親身經(jīng)歷過的人才能真正體會得到。實驗室本身修建在一條17。5公里長的隧道的中間。為方便進(jìn)出實驗室，我們駐扎在隧道口的一個施工營地，每一天與施工單位的工人師傅吃住在一齊。但是，
工地上重油重辣的飲食使我們很多在現(xiàn)場工作的同學(xué)都遭遇了腸胃的考驗。其中，我們的一個上海同學(xué)一到現(xiàn)場就拉肚子，在相當(dāng)長的一段時光內(nèi)都沒辦法正常飲食。之后，我們都養(yǎng)成了自我?guī)е黝愃幬锏牧?xí)慣，以備不時之需。而類似這樣的困難還有很多很多。
另外一方面，作為PandaX一期實驗的現(xiàn)場負(fù)責(zé)人，我很有幸參與了所有子系統(tǒng)的安裝、調(diào)試，并且成為合作組內(nèi)唯一一個明白所有實驗細(xì)節(jié)的成員。而這樣的經(jīng)歷也使我對于我們實驗初期的困難有著更為深刻的理解。在探測器建設(shè)和調(diào)試的過程中，我們遇到了各種各樣的問題，比如突然斷電、探測器泄露、探測器內(nèi)打火、某個光電倍增管突然不工作、某個關(guān)鍵的設(shè)備出現(xiàn)異常等等。我自我已經(jīng)記不清有多少次被遠(yuǎn)程值班人員的電話吵醒，說探測器出現(xiàn)了異常。然后我只能凌晨兩三點叫醒我們的司機(jī)師傅，火急火燎地趕進(jìn)實驗室處理問題。但是，就是這樣的磕磕絆絆，使我們以超乎常人的速度成長。篳路藍(lán)縷玉汝于成，在處理完一個又一個問題之后，PandaX已羽翼漸豐。2014年8月24日，PandaX發(fā)布了第一個暗物質(zhì)數(shù)據(jù)結(jié)果；2014年10月16日，PandaX一期實驗圓滿結(jié)束，當(dāng)全曝光量的數(shù)據(jù)結(jié)果公布后，我們已然在國際上占有了一席之地！
在PandaX一期實驗運行的同時，我們已經(jīng)著手準(zhǔn)備二期探測器的建設(shè)。當(dāng)一期實驗結(jié)束后，我們無縫銜接地進(jìn)入了PandaX二期500公斤級液氙探測器的安裝與調(diào)試。即便是有了一期實驗的基礎(chǔ)，在二期實驗的過程中，我們?nèi)匀幻媾R著諸多新問題。經(jīng)過一年多的用心準(zhǔn)備，最后，在今年年初，這臺世界上最大的暗物質(zhì)探測器正式進(jìn)入了物理運行階段。而這天，我們在那里向全世界發(fā)布的便是它的首個物理結(jié)果。100天的運行已經(jīng)彰顯了其強(qiáng)大的探測潛力，PandaX-II的數(shù)據(jù)結(jié)果為WIMP型暗物質(zhì)設(shè)置了目前世界上最強(qiáng)的限制，處于國際的最高水平。在這天的新聞發(fā)布會上，特邀嘉賓、來自中科院高能所的張新民研究員同時也出席了我們一期首個數(shù)據(jù)結(jié)果的發(fā)布會。他的一番話道出了我自我的心聲，我想用這番話與所有一齊戰(zhàn)斗過的“熊貓們”共勉，“在PandaX一期的時候，我們很高興看到中國的科學(xué)家家也能做這樣的實驗；而這天，PandaX二期的實驗結(jié)果則證明了，中國的科學(xué)家能將這樣的實驗做到最好；我期望，PandaX下次的新聞發(fā)布會上，我們聽到的消息是中國的科學(xué)家找到了暗物質(zhì)，而那正是別人沒有做到的！”
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