全球最大暗物質(zhì)探測器“小試牛刀”

不久前， 美國發(fā)布了首個全球最大的暗物質(zhì)探測器的探測結(jié)果。 該探測器名為LUX-ZEPLIN（LZ）， 位于美國南達(dá)科他州。 探測結(jié)果中雖未發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)撞擊原子核的閃光情況， 但證明了LZ 實驗收集的數(shù)據(jù)非常干凈。 研究人員正準(zhǔn)備啟動它，開始認(rèn)真尋找暗物質(zhì)。

LZ 由一個巨大的鈦罐組成， 里面滿載10 t 極純的液態(tài)氙。 來自罐外的粒子撞擊氙原子時會產(chǎn)生一束光， 而罐周圍的一系列探測器會測量到這束光； 隨后儀器會分析光的特性， 以確定是什么類型的粒子造成了這種現(xiàn)象。 為了保護氙免受非暗物質(zhì)的粒子和輻射影響， 鈦罐被設(shè)置在一個純凈的水箱內(nèi)， 并被埋在超過地下1 km 深的古老金礦中。

“LZ 的中心是地球上最純凈的地方， 可能也是太陽系中最純凈的地方?！?LZ 團隊成員、 英國倫敦大學(xué)學(xué)院的Chamkaur Ghag 表示， 在這個星球上沒有其他空間是無輻射和塵埃的。

人類幾十年來尋找暗物質(zhì)粒子的努力一直都沒有成功， 因此研究人員開始著手制造越來越靈敏的探測器。 2022 年4 月結(jié)束的為期3 個半月的測試表明， LZ 可能是迄今最敏感的探測器。

“我們已經(jīng)收集了幾個月的數(shù)據(jù)， 當(dāng)查看這些數(shù)據(jù)時， 我們發(fā)現(xiàn)這已經(jīng)是世界上最好的了。”Ghag 打了個比方， “這就像你制造了一輛新車并在街區(qū)里轉(zhuǎn)了一圈， 當(dāng)你快速行駛時， 就打破了世界紀(jì)錄?！?/p>

然而， 無論靈敏度如何， 3 個月的時間都不足以找到暗物質(zhì)。 Ghag 認(rèn)為， 即使在這段時間內(nèi)確實有一些暗物質(zhì)通過探測器， 目前也沒有足夠的數(shù)據(jù)來確定它是什么。

“這是一件非同尋常的事， 目前雖然一無所獲， 但幾年后， 我們可能會開辟新的物理前景?！?/p>