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

白交 2022-07-08 15:34:40 来源：量子位

白交 发自 凹非寺

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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