??? 我科學(xué)家刷新暗物質(zhì)探測(cè)靈敏度
記者鄧暉從清華大學(xué)獲悉，該校主導(dǎo)的中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組利用一種國(guó)際首創(chuàng)的高純鍺探測(cè)系統(tǒng)，在一定范圍內(nèi)將暗物質(zhì)直接探測(cè)靈敏度提高到目前國(guó)際最高水平。研究成果于北京時(shí)間13日在線發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。
暗物質(zhì)是指宇宙中那些既不發(fā)射光，也不吸收和反射光的物質(zhì)，更嚴(yán)格地講，就是不參與電磁相互作用和強(qiáng)相互作用，但依然能夠施加引力影響的不可見(jiàn)物質(zhì)。天文學(xué)的眾多觀測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果表明，暗物質(zhì)約占整個(gè)宇宙物質(zhì)質(zhì)量的85%，在物質(zhì)起源和宇宙演化過(guò)程中具有十分重要的地位。
清華大學(xué)工程物理系教授岳騫介紹，當(dāng)前暗物質(zhì)探測(cè)方法大體分為“上天”“入地”和“人造暗物質(zhì)”三類：“‘上天’指間接探測(cè)實(shí)驗(yàn)，為減少地球大氣層的干擾，通常在太空進(jìn)行?！氲亍钢苯犹綔y(cè)實(shí)驗(yàn)，為減少宇宙線的干擾，通常在地下實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。‘人造暗物質(zhì)’指加速器實(shí)驗(yàn)，希望通過(guò)普通粒子的對(duì)撞來(lái)產(chǎn)生暗物質(zhì)粒子，主要在歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上進(jìn)行。我們?cè)谥袊?guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的研究屬于‘入地’?！?/font>
中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組利用國(guó)際上第一個(gè)液氮直接浸泡制冷的真空封裝點(diǎn)電極高純鍺探測(cè)器，在4-5GeV范圍內(nèi)自旋無(wú)關(guān)暗物質(zhì)直接探測(cè)靈敏度提高到8×10-42cm2，達(dá)到目前國(guó)際最高水平。
“當(dāng)彌散在整個(gè)空間的暗物質(zhì)粒子偶爾與鍺原子發(fā)生碰撞后，會(huì)導(dǎo)致鍺核發(fā)生反沖并通過(guò)電離過(guò)程在探測(cè)器內(nèi)沉積能量?！痹莉q介紹，合作組進(jìn)行的點(diǎn)電極高純鍺探測(cè)器實(shí)驗(yàn)，就是通過(guò)研究反沖核的反沖能量、事例率及其變化等參數(shù)來(lái)研究暗物質(zhì)粒子的質(zhì)量、與靶核的相互作用截面、暗物質(zhì)分布等性質(zhì)。
中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究團(tuán)隊(duì)成立于2009年，由清華大學(xué)（工程物理系）主導(dǎo)，聯(lián)合四川大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、中國(guó)原子能科學(xué)研究院、北京師范大學(xué)、雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司等多家單位組成，使用點(diǎn)電極高純鍺探測(cè)器進(jìn)行暗物質(zhì)直接探測(cè)研究，計(jì)劃未來(lái)使用噸量級(jí)的點(diǎn)電極高純鍺探測(cè)器陣列進(jìn)行暗物質(zhì)直接探測(cè)和無(wú)中微子雙貝塔衰變的測(cè)量。
