作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2022/7/12 17:30:48
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世上最灵敏暗物质探测器取得首份成果

 

位于南达科他州桑福德地下研究设施的LUX-ZEPLIN暗物质探测器是有史以来最敏感的。图片来源:Matthew Kapust/桑福德地下研究机构

据《科学》报道,世界上最大的暗物质探测器发布了首个结果。该探测器LUX-ZEPLIN(LZ)位于美国南达科他州,测试结果显示,虽然并未发现暗物质撞击原子核的闪光,但证明了LZ实验收集的数据非常干净,是迄今为止最灵敏的暗物质探测器。研究人员正准备启动它,并开始认真寻找暗物质。

LZ由一个巨大的钛罐组成,里面装满了10吨极纯的液态氙。来自罐外的粒子撞击氙原子时,会产生一束光,并由罐周围的一系列探测器测量,随后仪器可以分析光的特性,以确定是什么类型的粒子造成了这种现象。为了保护氙免受并非来自暗物质的粒子和辐射影响,钛罐被设置在一个纯净水箱内,整个水箱被埋在地下一公里多的古老金矿中。

“LZ的中心是地球上最纯净的地方,也许也是太阳系中最纯净的地方。LZ团队成员、伦敦大学学院的Chamkaur Ghag表示,在这个星球上没有其他空间是没有辐射和尘埃的。

几十年来寻找暗物质粒子的努力一直都没有成功,因此研究人员开始着手制造越来越灵敏的探测器。今年4月结束的为期3.5个月的测试表明,LZ是迄今为止最敏感的探测器。

“我们已经收集了几个月的数据,当查看这些数据时,我们发现这已经是世界上最好的了。”Ghag打了个比方,“这就像是你制造了一辆新车并在街区里转了一圈,当你快速行驶时,就打破了世界陆地最高速度的记录。”

然而,无论灵敏度如何,3个月的时间都不足以真正找到暗物质。Ghag认为,即使在这段时间内确实有一些暗物质通过探测器,目前也没有足够的数据来确定它是什么。

“这是一件非同寻常的事,就目前而言,我们可以说是世界上最擅长一无所获的人。但几年后,我们完全可能会发现新的物理前景。”Ghag说。

 
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