世界上最大、最灵敏的暗物质探测器,诞生了。目前已成功运行,并验证有效。
它叫做 LUX-ZEPLIN (LZ),旨在解决宇宙的最大谜团之一 —— 找到暗物质存在的直接证据。
暗物质,是一种不发射或吸收光线 or 任何形式的辐射,却占宇宙 85% 质量的物质。
如今,经过 1000 多天的灵敏度测试,这个地下近 1.5 公里的大装置,终于开始运行。
世界最大暗物质探测器
取名为 LUX-ZEPLIN,实则源于此前两个暗物质探测实验的合并。
——LUX(Large Underground Xenon)和 ZEPLIN(ZonEd Proportional scintillation in LIquid Noble gases)。
为了避免来自太阳和宇宙辐射的干扰,这个探测器位于美国南达科他州根据矿井改造的地下实验室内,里面进行着十多个实验,包括中微子的性质、地热能、粒子物理实验等。
而暗物质实验,简单来说,就是利用 7 吨活性液体氙与暗物质之间的相互作用,来寻找暗物质。据工程师介绍,选择氙气的原因之一,是它的液体密度非常高,每升大约三公斤,比铝还要密集。
暗物质探测器有很多层,从中心开始有一大桶液态氙气。旁边有多个光电倍增管,以检测可能显示暗物质存在的光信号。科学家希望,当暗物质撞击氙核时,可以产生一点闪光。并将温度保持在零下 100 摄氏度。
除此之外,探测器还需由放射性极其纯净的必需材料构成。为此相关负责人指出,团队分析了 1200 多种材料,其中选择了最纯的材料来构建 LZ,并表征来自自然宇宙辐射的残余噪声。
如今这个装置终于建成。去年 12 月底试运营期间,收集到了 60 个“实时数据”,虽然这个结果没有证据表明是暗物质信号,但能表明探测器的各个方面运转良好。
目前 LZ 正在寻找名为 WIMPs 的粒子,它是暗物质最有希望的候选者,并且还为其设定了新的探测限制。
250 名科学家和工程师组成
本次实验由美国、英国、葡萄牙和韩国等 35 个机构的 250 名科学家和工程师组成。
伦敦大学物理与天文学院暗物质研究小组负责人 Chamkaur Ghag 表示:
揭示暗物质的本质是科学界最优先考虑的事情之一。
在 LZ 项目中,我们为灵敏度设定了新的世界极限,并进入了完全未被探索的领域,寻找宇宙丢失的质量。
论文链接:
https://lz.lbl.gov/wp-content/uploads/sites/6/2022/07/LZ_SR1_Paper_7July2022.pdf
参考链接:
[1]https://lz.lbl.gov/
[2]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900219314032?via%3Dihub
[3]https://arxiv.org/abs/1802.06039
[4]https://www.youtube.com/watch?v=JiOYgHSKcs4
[5]https://www6.slac.stanford.edu/news/2022-07-07-researchers-mark-successful-startup-lux-zeplin-dark-matter-detector-sanford
[6]https://www.ucl.ac.uk/news/2022/jul/worlds-largest-and-most-sensitive-dark-matter-detector-comes-life
广告声明:文内含有的对外跳转链接(包括不限于超链接、二维码、口令等形式),用于传递更多信息,节省甄选时间,结果仅供参考,IT之家所有文章均包含本声明。