李政道研究所大装置探索暗物质与宇宙奥秘

在四川锦屏山地底2400米深处，一座形似银色胶囊的PandaX-4T液氙探测器正静卧于900立方米高纯水屏蔽体中。这座由上海交通大学李政道研究所主导建设的科学装置，如同宇宙暗物质的“捕手”，试图捕捉理论中弥散全宇宙却从未被直接观测到的暗物质粒子与普通物质碰撞时产生的微弱信号。其所在的锦屏实验室凭借山体天然屏障，将宇宙射线和环境辐射隔绝至极致，为探测器创造了近乎完美的观测环境。

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李政道研究所特聘教授周宁带领团队研制的四吨级液氙探测器，已成为国际暗物质研究领域的标杆。2024年，该装置利用首批实验数据刷新了大质量暗物质性质的世界纪录，将探测边界推进至理论预言的核心区域。两年后，团队通过系统研究暗物质可能存在的剩余电磁性质，首次实现了对暗物质“暗度”的定量测量。更具突破性的进展发生在去年——周宁团队通过低阈值探测模式，首次捕捉到太阳中微子与原子核相干弹性散射的迹象，相关成果入选美国物理学会年度十大亮点，标志着中国主导的暗物质实验灵敏度达到全新高度。

当深地探测不断突破极限时，另一支团队正在南海深处书写新的科学篇章。由女科学家徐东莲发起的“海铃计划”，通过自主研制的“蜘蛛”柔性布放系统，成功将20个光电探测球舱精准部署于海平面下1300米处。这套全球首创的深海装备攻克了大规模探测器阵列在深海精确部署的世界性难题，为构建首个近赤道深海中微子望远镜奠定基础。该装置采用的混合型光电球舱设计，将实现更高的角度分辨率和全味中微子鉴别能力，有望破解宇宙线起源这一百年谜题。

徐东莲的科研构想源于十年前在南极“冰立方”中微子望远镜的合作经历。当时她就意识到，提升望远镜分辨能力是推动学科发展的关键。2018年归国加入李政道研究所后，她迅速组建跨学科团队，在工程、海洋、物理、天文等领域专家协同攻关下，仅用五年时间就完成了从选址到技术突破的全链条创新。近期在国际会议上，徐东莲作为中国唯一受邀科学家分享建设进展时，感受到国际同行对这项“中国方案”的密切关注。

在海拔4320米的青海冷湖赛什腾山，另一场科学攻坚正在展开。由百余人组成的科研团队正在建设中国首台通用型光梳望远镜JUST，这台融合天体物理、光学工程、精密机械的“光谱之眼”，已实现关键设备100%自主研制。项目负责人透露，2027年实现首光后，望远镜将加速推进多目标光谱仪研发，预计到2032年具备每年观测百万天体光谱的能力，届时将绘制出首幅由中国主导的宇宙三维地图，推动中国天文研究从数据接收向自主解读转型。

这些突破性进展的背后，是李政道研究所构建的国际化科研生态。自2024年张杰院士担任所长以来，研究所持续推进三个大科学装置建设，组建起国际学者占比达40%的科研梯队。马来西亚籍学者许金祥正是被这种开放氛围吸引而来，他建立的缪子科技实验室不仅参与国际前沿测量项目，还将缪子成像技术应用于上海地下空间安全监测，让基础研究在城市建设中找到实践场景。这种跨学科、跨国界的协作模式，正在重塑国际基础科学研究的竞争格局。

从地下2400米到深海1300米，再到海拔4320米的高原，以上海为纽带的科研网络正延伸至地球最极端的观测环境。通过暗物质探测、中微子天文、光谱观测三大方向的协同推进，中国科学家正在构建覆盖“天南海北”的立体化探测体系，为解答宇宙最根本问题提供中国方案。这种扎根基础、面向未来的科研布局，既体现着对科学本质的执着追求，也彰显着新时代中国科技工作者的战略眼光。