作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2015/11/17 15:48:20
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迄今最大最灵敏的暗物质实验揭开帷幕

位于地下的高度灵敏的XENON1T暗物质实验设备。

科技日报北京11月16日电 (记者张梦然)据英国《自然》杂志网站消息称,迄今最大最灵敏的暗物质实验设备——XENON1T,当地时间11日在意大利格兰萨索(GranSasso)地下实验室揭开帷幕。《自然》评论称XENON1T或将改变历史,或将宣告超对称理论中对暗物质的描述终结。

人们现已知道,离开暗物质与暗能量,宇宙无法维持现有的星系旋转与膨胀速度。但是标准模型中并没有描述这二者的候选粒子,因此科学家才认为标准模型需要被拓展,许多新物理模型应运而生,其中超对称理论备受青睐。它认为迄今发现的每一个粒子都有一个通常来说更重一些的伙伴粒子,有一些则是大质量弱相互作用粒子(WIMP),它是一种仍然停留在理论阶段的粒子,却是暗物质最有希望的候选者,在大爆炸中应被创造出来的WIMP的数量,恰好也符合宇宙学估测出的暗物质密度。

但暗物质的寻找过程甚是艰难。当前想要寻获暗物质有两个办法:将仪器送上太空,或者放入地下。后者是一个进行暗物质探测实验的最理想所在,因为地下深处可很大程度上免受宇宙射线的攻击。此次参与XENON联合实验的125名科学家将3.5吨液态氙作为“搜捕”暗物质的工具,并对其反应进行监控。液态氙属于冷物质,重量是水的3倍。该实验所用已远远超过当今世界上最先进的暗物质探测实验——美国桑福德地下研究中心大型地下氙探测器(LUX)里370千克氙的重量。而在2013年,LUX实验曾排除了大质量弱相互作用粒子作为暗物质候选者的可能,即是说其寻找暗物质未获成功。

XENON1T预计将于2016年3月底开始收集数据。该实验如能发现暗物质,无疑将被写入历史;反之,它将终结掉一个备受欢迎的暗物质的候选者,同时也是标准模型的扩展理论。目前,欧核中心地下的大型强子对撞机(LHC)也在对大质量弱相互作用粒子进行追寻,以期发现超对称粒子的蛛丝马迹,“防止”这一理论寿终正寝。

 
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