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构建世界上最敏感的暗物质探测器向前发展

2019-05-28

  LUX-ZEPLIN(LZ)是一种下一代暗物质探测器,其灵敏度至少比其前身高100倍,已经清除了另一个批准的里程碑,并按计划开始深入地下寻找被称为WIMP的理论粒子,或者在2020年弱相互作用的大质量粒子。

  WIMP是解释暗物质的最佳前景之一,暗物质是我们仅通过引力效应观察到的看不见的物质。

  上个月,LZ获得了美国能源部的一项重要批准(称为关键决策2和3b),用于该项目的总体范围,成本和进度。最新的批准步骤启动了主要部件的建设,以及在位于SD的Lead的Sanford地下研究设施(SURF)准备其近一英里深的巢穴

  该实验旨在从一个充满10公吨净化液体氙的室内挑出暗物质信号,这是地球上最稀有的元素之一。该项目得到了全球30多个机构和约200名科学家的合作支持。

  LZ发言人兼加州大学圣塔芭芭拉分校物理学教授哈里·尼尔森说:“暗物质的性质占宇宙中所有物质的85%,是当代科学中最令人困惑的谜团之一。正如科学已经阐明了熟悉物质的本质 - 从元素周期表到亚原子粒子,包括最近发现的希格斯玻色子 - LZ项目将引领科学测试最具吸引力的假设之一。暗物质。”

  LZ以两个暗物质检测实验的合并命名:大型地下氙实验(LUX)和液体诺贝尔气体实验(ZEPLIN)中基于英国的ZonEd比例闪烁。LUX是SURF的一个较小的液体氙气地下实验将被拆除,以便为新项目让路。

  “液体氙已被证明是WIMP检测的一种近乎神奇的物质,正如ZEPLIN和LUX所获得的敏感性所表明的那样,”来自伦敦帝国理工学院的Henrique Araujo教授说,他是英国项目的负责人。

  SURF站点保护实验免受许多粒子类型的影响,这些粒子类型不断地在地球表面淋落,并且会掩盖LZ正在寻找的信号。

  LZ项目总监兼伯克利实验室物理学家Murdock“Gil”Gilchriese说:“迄今为止,没有人在寻找与物质发生暗物质的相互作用,令人信服地看到任何东西,这使得LZ比以往任何时候都更重要。”

  劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)教授资深科学家和加州大学伯克利分校物理学教授Dan McKinsey说,“LZ的一个主要原因是惊喜:我们正在努力进入低谷能量,低背景参数空间,没有人看过,这就是惊喜可以等待的地方。这就是新事物被发现的地方。当我们寻找暗物质时,我们可能会看到其他与物质有罕见相互作用的物质。低能量。“

  一些先前和计划中的实验也使用液体氙作为暗物质检测的介质,这有助于为LZ奠定基础。

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