備受期待的暗物質更新將於下週釋出

位於南達科他州的極具影響力的地下大型氙氣實驗,一種暗物質探測器,即將釋出其首次結果

加入我們的科學愛好者社群!

從末端觀察,大型地下氙氣(LUX)實驗中的光電倍增管陣列看起來像花床。希望它們能夠捕獲暗物質粒子與液態氙碰撞時發出的光芒。擁有 122 個探測管的 LUX 比暗物質搜尋這一競爭領域中最接近的競爭對手靈敏得多 —— 而且在幾天之內,全世界的物理學家將會知道這一優勢是否產生了確鑿的結果。

該專案位於南達科他州利德的桑福德地下研究設施,將於 10 月 30 日釋出其首次研究結果。這些結果可能會揭示其他實驗中看到的初步暗物質訊號是否真實,並且還將為正在進行的關於在暗物質搜尋上應該花費多少時間和金錢的討論提供資訊。“潛力是存在的,整個社群都屏息以待地想看看他們觀察到了什麼,”伊利諾伊州芝加哥大學領導一個競爭性實驗的物理學家胡安·科拉爾說。

位於義大利拉奎拉附近格蘭薩索國家實驗室的 XENON100 的負責人,紐約市哥倫比亞大學的物理學家埃琳娜·阿普里爾認為 LUX 沒有看到暗物質。“在這個階段,只能預期會得到零結果,”她說。LUX 發言人,康涅狄格州紐黑文市耶魯大學的物理學家丹尼爾·麥金西簡單地說:“我們有一個工作得非常非常好的探測器。”


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過 訂閱來支援我們屢獲殊榮的新聞報道。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


LUX 在今年上線時,引發了激烈的辯論。科學家們從天文觀測中瞭解到,宇宙中五分之六的物質是暗物質 —— 主要是透過它對明亮物質的引力拉動而為人所知 —— 但是直接探測它,在其假定穿過地球的過程中,嘗試一直充滿爭議。

格蘭薩索的 DAMA/LIBRA 實驗(稀有過程的大型鈉碘化暗物質)在 10 多年前報告了一個具有統計學意義的訊號,但是物理學家尚未獨立證實該結果。2010 年,位於明尼蘇達州蘇丹的相干鍺中微子技術實驗和位於加利福尼亞大學伯克利分校的低溫暗物質搜尋實驗分別報告了可能存在暗物質的誘人但沒有統計學說服力的線索;一年後,XENON100 沒有看到該物質的跡象。這引發了關於該實驗是否對其他兩個實驗可能瞥見的較輕的暗物質粒子敏感的激烈討論。

LUX 進入了舞臺,就在美國能源部決定應該為哪個暗物質實驗提供資金進行擴充套件時,LUX 將會發布其首次結果。LUX 希望安裝一個更大的、7 公噸的探測器,在一個名為 LUX–Zeplin 的擬議的 3000 萬美元的專案中。麥金西認為,應該擴大此類實驗的規模,直到它們達到物理極限 —— 當其他弱相互作用粒子的背景噪聲變得無法承受時。“這是一個自然的分界點,”加利福尼亞大學歐文分校的理論物理學家喬納森·馮表示同意。

暗物質的一個候選者是中性微子,這是一種由某些粒子物理超對稱理論預測的粒子,在這種理論中,粒子與較重的對應物配對。正如馮所預期的那樣,如果 LUX 將探測閾值設定為比 XENON100 的閾值高三倍左右,它將排除中性微子,並將理論努力轉向其他候選者。“有難以置信的努力集中在中性微子上,因此即將到來的公告非常重要,”他說。

本文經《自然》雜誌許可轉載。本文首次發表於2013年10月22日。

First published in 1869, Nature is the world's leading multidisciplinary science journal. Nature publishes the finest peer-reviewed research that drives ground-breaking discovery, and is read by thought-leaders and decision-makers around the world.

More by Nature magazine
© .