迄今最大最靈敏的暗物質(zhì)實驗揭開帷幕
- 發(fā)布時間:2015-11-17 09:17:58 來源:科技日報 責(zé)任編輯:羅伯特
科技日報北京11月16日電 (記者張夢然)據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站消息稱,迄今最大最靈敏的暗物質(zhì)實驗設(shè)備——XENON1T,當?shù)貢r間11日在意大利格蘭薩索(GranSasso)地下實驗室揭開帷幕。《自然》評論稱XENON1T或?qū)⒏淖儦v史,或?qū)⑿娉瑢ΨQ理論中對暗物質(zhì)的描述終結(jié)。
人們現(xiàn)已知道,離開暗物質(zhì)與暗能量,宇宙無法維持現(xiàn)有的星系旋轉(zhuǎn)與膨脹速度。但是標準模型中并沒有描述這二者的候選粒子,因此科學(xué)家才認為標準模型需要被拓展,許多新物理模型應(yīng)運而生,其中超對稱理論備受青睞。它認為迄今發(fā)現(xiàn)的每一個粒子都有一個通常來說更重一些的伙伴粒子,有一些則是大質(zhì)量弱相互作用粒子(WIMP),它是一種仍然停留在理論階段的粒子,卻是暗物質(zhì)最有希望的候選者,在大爆炸中應(yīng)被創(chuàng)造出來的WIMP的數(shù)量,恰好也符合宇宙學(xué)估測出的暗物質(zhì)密度。
但暗物質(zhì)的尋找過程甚是艱難。當前想要尋獲暗物質(zhì)有兩個辦法:將儀器送上太空,或者放入地下。后者是一個進行暗物質(zhì)探測實驗的最理想所在,因為地下深處可很大程度上免受宇宙射線的攻擊。此次參與XENON聯(lián)合實驗的125名科學(xué)家將3.5噸液態(tài)氙作為“搜捕”暗物質(zhì)的工具,并對其反應(yīng)進行監(jiān)控。液態(tài)氙屬于冷物質(zhì),重量是水的3倍。該實驗所用已遠遠超過當今世界上最先進的暗物質(zhì)探測實驗——美國桑福德地下研究中心大型地下氙探測器(LUX)里370千克氙的重量。而在2013年,LUX實驗曾排除了大質(zhì)量弱相互作用粒子作為暗物質(zhì)候選者的可能,即是說其尋找暗物質(zhì)未獲成功。
XENON1T預(yù)計將于2016年3月底開始收集數(shù)據(jù)。該實驗如能發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì),無疑將被寫入歷史;反之,它將終結(jié)掉一個備受歡迎的暗物質(zhì)的候選者,同時也是標準模型的擴展理論。目前,歐核中心地下的大型強子對撞機(LHC)也在對大質(zhì)量弱相互作用粒子進行追尋,以期發(fā)現(xiàn)超對稱粒子的蛛絲馬跡,“防止”這一理論壽終正寢。
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