世界最大暗物质探测器成功运行!首个结果出炉,研究团队达250人,实验室在地下1.5公里
用7吨液体氙探测
白交 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI
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
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