世界最大暗物質(zhì)探測器成功運行！首個結(jié)果出爐，研究團隊達250人，實驗室在地下1.5公里

白交 2022-07-08 15:34:40 來源：量子位

白交 發(fā)自 凹非寺

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世界上最大、最靈敏的暗物質(zhì)探測器，誕生了。

目前已成功運行，并驗證有效。

它叫做LUX-ZEPLIN?（LZ），旨在解決宇宙的最大謎團之一——

找到暗物質(zhì)存在的直接證據(jù)。

暗物質(zhì)，是一種不發(fā)射或吸收光線or任何形式的輻射，卻占宇宙85%質(zhì)量的物質(zhì)。

如今，經(jīng)過1000多天的靈敏度測試，這個地下近1.5公里的大裝置，終于開始運行。

世界最大暗物質(zhì)探測器

取名為LUX-ZEPLIN，實則源于此前兩個暗物質(zhì)探測實驗的合并。

——LUX（Large Underground Xenon）和ZEPLIN（ZonEd Proportional scintillation in LIquid Noble gases）。

為了避免來自太陽和宇宙輻射的干擾，這個探測器位于美國南達科他州根據(jù)礦井改造的地下實驗室內(nèi)，里面進行著十多個實驗，包括中微子的性質(zhì)、地?zé)崮?、粒子物理實驗等?/p>

而暗物質(zhì)實驗，簡單來說，就是利用7噸活性液體氙與暗物質(zhì)之間的相互作用，來尋找暗物質(zhì)。

據(jù)工程師介紹，選擇氙氣的原因之一，是它的液體密度非常高，每升大約三公斤，比鋁還要密集。

暗物質(zhì)探測器有很多層，從中心開始有一大桶液態(tài)氙氣。

旁邊有多個光電倍增管，以檢測可能顯示暗物質(zhì)存在的光信號。科學(xué)家希望，當(dāng)暗物質(zhì)撞擊氙核時，可以產(chǎn)生一點閃光。

并將溫度保持在零下100攝氏度。

除此之外，探測器還需由放射性極其純凈的必需材料構(gòu)成。

為此相關(guān)負責(zé)人指出，團隊分析了1200多種材料，其中選擇了最純的材料來構(gòu)建LZ，并表征來自自然宇宙輻射的殘余噪聲。

如今這個裝置終于建成。去年12月底試運營期間，收集到了60個“實時數(shù)據(jù)”，雖然這個結(jié)果沒有證據(jù)表明是暗物質(zhì)信號，但能表明探測器的各個方面運轉(zhuǎn)良好。

目前LZ正在尋找名為WIMPs的粒子，它是暗物質(zhì)最有希望的候選者，并且還為其設(shè)定了新的探測限制。

250名科學(xué)家和工程師組成

本次實驗由美國、英國、葡萄牙和韓國等35個機構(gòu)的250名科學(xué)家和工程師組成。

倫敦大學(xué)物理與天文學(xué)院暗物質(zhì)研究小組負責(zé)人Chamkaur Ghag表示：

揭示暗物質(zhì)的本質(zhì)是科學(xué)界最優(yōu)先考慮的事情之一。

在LZ項目中，我們?yōu)殪`敏度設(shè)定了新的世界極限，并進入了完全未被探索的領(lǐng)域，尋找宇宙丟失的質(zhì)量。

論文鏈接：
https://lz.lbl.gov/wp-content/uploads/sites/6/2022/07/LZ_SR1_Paper_7July2022.pdf

參考鏈接：
[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