物理界来了一位迷人的“意外访客”,名叫缪子(Muon)。从隧道工程的安全监测,到地下空间的隐患排查,再到矿物勘探,缪子正化身“透视眼”,破解城市生命线工程的内部探测难题,让基础物理真正赋能新质生产力。


7月7日,“活力中国调研行”走进上海交通大学李政道研究所。在这里,新京报贝壳财经记者看到的不仅是缪子的奇妙世界,更是一张从四川锦屏山2400米深地,到海南南海3500米海底,再到青海冷湖4320米雪域之巅的宏大科研版图。2026年,正值李政道研究所建所十周年,这群平均年龄极低的顶尖大脑,正以“大科学研究范式”为笔,书写一份属于中国基础研究的“上海答卷”。


李政道研究所。新京报贝壳财经记者俞金旻 摄


深地2400米,深海3500米流浪地球照进现实


如果有一天,太阳真要变成红巨星,人类能提前“未卜先知”吗?在科幻电影《流浪地球》中,科学家正是通过捕捉太阳中微子的变化,才为地球争取到了“流浪”的时间。


现实中,科学家们正在四川锦屏山地下2400米的地方,打造这只看清宇宙的“眼睛”。这里有着极致的宁静,只为了一台名为PandaX的液氙探测器。


“暗物质占据了宇宙所有物质总量的85%,却没人直接探测到它。”PandaX实验室负责人周宁告诉记者,液氙探测器就像是一个超级“探头”。目前,4吨级的PandaX-4T已于2026年完成使命停机,而下一代20吨级的“PandaX-20T”预计2027年底投入运行。届时,它将建成全球体量最大、灵敏度最高的液氙探测器,有望率先对大质量暗物质理论给出关键判断。


除了深地,科学家们还将目光投向了深海。在海南南海3500米的海底,李政道研究所正在布设全球唯一近赤道深海中微子望远镜——“海铃计划”。


“中微子是不带电的‘幽灵信使’,几乎不受天体环境干扰。”海铃计划相关负责人梅华林向记者展示了一个“铃铛”——混合型光电球舱。由于南极冰川尘埃多、观测精度受限,而南海地处赤道附近,视野更广。“海铃”将填补全球中微子探测网络在赤道区域的空缺。目前,一期样机已完成深海验证,预计2027年完成10根级望远镜阵列建设。未来,这片深海将化作10立方公里的“超级天眼”,解答宇宙射线的起源之谜。


工作人员在介绍“缪子”。新京报贝壳财经记者俞金旻 摄


缪子实验室让基础物理赋能新质生产力


宇宙太大、太远,不方便研究怎么办?李政道研究所的答案是:把宇宙“搬”进实验室。


在张江大本营的地下二层,坐落着我国首个实验室天体物理实验平台。这里没有浩瀚星空,却有着全球领先的“人造宇宙”。


“相当于将地球接收到的全部太阳辐射,通过放大镜聚焦到头发丝粗细的尺度上。”平台负责人吴益鹏如此形容这里的“极端”。超高功率飞秒激光、超高能量纳秒激光、高能电子束三套顶尖装置在此协同联动,精准模拟宇宙极端物理环境。在这里,科学家可以主动产生极端天体环境,探索暗物质轴子的微观属性,揭示恒星剧烈释能的机制。


回到文章开头提到的缪子,它不仅是探索宇宙奥秘的钥匙,更是解决现实难题的利器。


面对超厚岩层、高密度结构体,传统的X射线、超声波往往“力不从心”。而缪子凭借极强的穿透力,能够依据不同物质的密度差异精准成像。


在李政道研究所的缪子科技实验室里,科研人员正将这项国际前沿的无损探测技术国产化。从隧道工程的安全监测,到地下空间的隐患排查,再到矿物勘探,缪子正化身“透视眼”,破解城市生命线工程的内部探测难题,让基础物理真正赋能新质生产力。


为什么是上海?


“现在是基础科学研究最好的时代,而上海正是诞生‘0到1’突破的绝佳土壤。”中国科学院院士、李政道研究所所长张杰感慨。


从十年前李政道先生“建立世界前沿基础科学研究机构”的遗志,到如今汇聚16个国家150余名科研人员、外籍学者占比近40%的国际化团队;从“3年短期诊断+6年长周期考核”的宽容机制,到上海长周期稳定资助的底气,李政道研究所正成为大科学研究的“试验田”。


2035年,建成具有重要学术影响力的世界一流基础科学研究机构,造就一批世界级科学家,形成基础研究的“上海学派”——这是李所的愿景,也是中国基础科学向上突破的雄心。


新京报贝壳财经记者 俞金旻 编辑 陈莉 校对 柳宝庆