تقریبا ۲۴۰۰ متر زیر کوه‌های جین‌پینگ در جنوب غربی چین، عمیق‌ترین و بزرگ‌ترین آزمایشگاه زیرزمینی جهان به‌تازگی افتتاح شده است. این فضای عظیم، خانه‌ی دانشمندانی است که درحال جستجوی ماده تاریک می باشند؛ ماده‌ای فرضی که فکر می‌بشود بیشتر از ۸۰ درصد جرم کیهان را راه اندازی می‌دهد.
آزمایشگاه زیرزمینی جین‌پینگ چین (CJPL) دراصل در سال ۲۰۱۰ افتتاح شد و بعد از چندین سال ساخت‌وساز، فاز دوم آن به نام CJPL-II در دسامبر ۲۰۲۳ به منفعت‌برداری رسید. این تاسیسات با ظرفیت عظیم ۳۳۰هزار متر مکعب، اکنون از آزمایشگاه ملی گرن ساسو در لاکوئیلا ایتالیا که پیش‌تر از نظر عمق و حجم رکوردار بزرگ‌ترین آزمایشگاه در جهان می بود، پیشی گرفته است.
فضای اضافی آزمایشگاه چین به پروژه‌هایی همانند آزمایش‌های ذرات و زنون اخترفیزیکی (PandaX) و آزمایش ماده تاریک چین (CDEX) امکان ارتقا داده است. خوان کولار، فیزیکدان دانشگاه شیکاگو به ساینتیفیک آمریکن می‌گوید: «شگفت‌انگیز است که آن‌ها در یک دهه توانستند این چنین آزمایشگاهی را بسازند.»
ماده تاریک هم چنان یکی از اسرار بزرگ علم محسوب می‌بشود. فیزیکدانان محاسبه کرده‌اند که گرانش تولیدشده به‌وسیله‌ی ماده مرئی زیاد ضعیف است و نمی‌تواند کهکشان‌های پرشتاب را از فروپاشی نگه داری کند. به این علت، آن‌ها فرضیه‌ی ماده تاریک را به‌گفتن چسبی نامرئی که جهان را در کنار هم نگه می‌دارد، نقل کرده‌اند. هرچند ماده تاریک باید همه جا باشد، رصد مستقیم آن دشوار است؛ چون فکر می‌بشود که به سختی با ماده معمولی برهم‌کنش دارد و نور را ساطع، بازتاب یا جذب نمی‌کند.
«افتخار علمی در انتظار افرادی است که برای اولین بار ماده تاریک را شناسایی کنند»
هنری تز-کینگ وونگ، فیزیکدان دانشگاه آکادمی سینیکا در نانگانگ تایوان که در آزمایش ماده تاریک چین شراکت دارد، می‌گوید: «افتخار علمی در انتظار افرادی است که برای اولین بار ماده تاریک را شناسایی کنند و این جستجوی مداوم، یکی از بزرگ‌ترین کوششها در فیزیک ذرات است.»
کشف علم زیر کوه
بهترین مکان برای جستجوی ماده تاریک، زیر زمین است؛ چون لایه‌های سنگ، آشکارسازها را از «نویز» بعد‌عرصه، همانند پرتوهای کیهانی یا ذرات پرانرژی تابیده از فضا به زمین که می‌توانند سیگنال‌های بالقوه‌ی ماده تاریک را نهان کنند، محافظت می‌کنند. به باور مارکو سلوی، فیزیکدان موسسه ملی فیزیک هسته‌ای در بولونیا، تلاش برای تشخیص ماده تاریک در سطح زمین «همانند تلاش برای شنیدن صدای ضعیف یک کودک در استادیومی مملو از صدای فریاد است.»
تاسیسات CJPL-II در زیر زمین با مقدار ۰٫۰۰۰۰۰۱ درصد سطح زمین در معرض پرتوهای کیهانی قرار می‌گیرد؛ از این‌رو یکی از بهترین آزمایشگاه‌های زیرزمینی محافظت‌شده در جهان محسوب می‌بشود. دیوارهای آزمایشگاه این چنین با سپری محافظ به ضخامت ۱۰ سانتی‌متر که ترکیبی از لاستیک، بتن و دیگر مواد مسدودکننده‌ی آب و گاز رادون رادیواکتیو است، پوشیده شده‌اند.
تیم‌های پژوهشی آزمایشگاه هم‌اکنون درحال منفعت‌برداری از فضای اضافی تاسیسات می باشند. درحالی‌که فاز دوم آزمایشگاه درحال ساخت می بود، تیم PandaX آشکارساز خود را از ظرفیت ۱۲۰ کیلوگرم زنون مایع به چهار تن ارتقا داد. هنگامی یک ذره ماده تاریک بالقوه با یک اتم زنون برخورد می‌کند، انرژی آن باید به فلاش‌های نوری تبدیل بشود که با آشکارسازهای نور قابل شناسایی می باشند.
هرچند جستجوی ماده تاریک در سطح جهان عملی رقابتی است، پژوهشگران باور دارند که وجود چندین آزمایشگاه زیرزمینی در سرتاسر جهان که آزمایش‌های شبیه انجام خواهند داد، به آن‌ها امکان می‌دهد تا نتایج خود را با یکدیگر قیاس کنند. این همکاری می‌تواند نویدبخش کشف ماده تاریک باشد. بااین‌حال تا این مدت کارهای بسیاری برای انجام‌دادن وجود دارد.
منبع