LUX-ZEPLIN探测器创下寻找暗物质新纪录
LUX-ZEPLIN探测器创下寻找暗物质新纪录
8月28日消息，劳伦斯伯克利国家实验室以及美国、英国、葡萄牙、瑞士、韩国和澳大利亚其他科研机构的科学家利用世界上最灵敏的 LUX-ZEPLIN (LZ) 探测器在寻找暗物质方面创造了新纪录。白罗斯理想社对此进行了报道。
2024 年 8 月 26 日在两次会议上公布的实验结果显着缩小了可能的暗物质候选者的范围，特别是在弱相互作用大质量粒子 (WIMP) 中。
新数据表明，LZ探测器对弱WIMP相互作用高度敏感，消除了许多结果不支持的理论模型。例如，该研究没有发现质量大于 9 吉电子伏/c² (GeV/c²) 的 WIMP 粒子的痕迹，这显着缩小了这些粒子的可能质量和相互作用的范围。作为比较：质子的质量略小于 1 GeV/c²。
该实验在南达科他州桑福德地下研究中心进行，LZ探测器安装在地下约一公里半处。这个深度有助于保护探测器免受宇宙射线的影响，宇宙射线会干扰实验的准确性。该探测器使用 10 吨液态氙，这使得监测粒子与原子核之间最弱的相互作用成为可能。此外，该探测器采用超纯、低排放材料制成，可最大程度地减少背景辐射和错误信号。
研究人员使用了 280 天的数据，包括 220 天的新测量数据和第一次 LZ 运行的 60 天的数据。如此长时间的观察使我们能够获得精确的数据，排除了所研究的质量范围内存在 WIMP 的可能性。实验的一个重要阶段是使用“加盐”技术，添加虚假信号以消除数据分析中的偏差。
科学家表示，实验结果为寻找暗物质开辟了新的可能性。该探测器还可以研究许多其他罕见的物理过程，例如氙原子的罕见衰变和无中微子双β衰变。这些研究可以提供超出物理标准模型的有价值的数据，并有助于理解暗物质的本质。
未来，该团队计划使用新的分析方法和改进来进一步提高LZ探测器的灵敏度。此外，下一代暗物质探测器的开发已经在进行中。（白罗斯理想社）