低溫暗物質搜尋(CDMS)從明尼蘇達州一個礦井深處發現了更多暗物質的跡象,該搜尋旨在尋找理論上的粒子。
八個矽探測器記錄了三個事件,這些事件可能代表了弱相互作用大質量粒子(WIMP)的碰撞。物理學家之前已經發現了WIMP存在的跡象,但它們仍然難以捉摸。CDMS搜尋中另外兩個可能被探測到的結果,在2010年報道,最終被證實與來自其他非WIMP來源的背景碰撞無法區分。最新的發現可能仍然如此。
這項工作於4月13日在科羅拉多州丹佛舉行的美國物理學會會議上報告,併發布在arXiv.org上。“我們不認為這個結果達到了發現的程度,但它確實需要進一步調查,”馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學院的CDMS團隊成員凱文·麥卡錫說。
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CDMS-II是第二代搜尋,在2003年至2008年間執行。早期發現的WIMP嫌疑是在其19個鍺探測器中發現的。這項新工作來自其11個矽探測器的子集,矽探測器對低能量粒子的碰撞比鍺更敏感。
CDMS-II探測器冷卻到僅40毫開爾文的溫度,當粒子與它們的晶體之一碰撞時,它們會感知到釋放的熱量。挑戰在於區分可能的WIMP碰撞與來自其他粒子(例如中子)的許多碰撞。
CDMS試圖透過儘可能多地遮蔽其探測器並透過精確計算來自其他背景來源的預期碰撞率來解決這個問題。麥卡錫說,這三個可能的WIMP事件是從預期會有0.7個類似背景事件的資料中跳出來的。其中兩個發生在同一個探測器中。
他報告的訊號的置信度為99.81%,或者用統計語言來說約為三個西格瑪。“我們更傾向於WIMP加背景的假設,”他說。
但是,CDMS-II的結果意味著WIMP的質量為8.6千兆電子伏特,遠低於物理學家可能預期的水平。該實驗的後續版本,SuperCDMS,現在正在蘇丹礦中執行,可能還會產生更多的見解。
其他暗物質實驗正在用液態氙罐搜尋WIMP。其中包括南達科他州霍姆斯特克礦的LUX和義大利格朗薩索的XENON1T。俄亥俄州克利夫蘭凱斯西儲大學的湯姆·舒特說,它們可能很快有助於縮小WIMP暗物質的可能性。