我國科學(xué)家刷新暗物質(zhì)探測靈敏度

最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新

記者13日從中國暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)(CDEX)合作組獲悉，該合作組利用一種國際首創(chuàng)的高純鍺探測系統(tǒng)，在一定范圍內(nèi)將暗物質(zhì)直接探測靈敏度提高到目前國際最高水平。研究成果于北京時(shí)間13日在線發(fā)表在國際頂級(jí)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

CDEX合作組實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)工程物理系教授岳騫介紹，當(dāng)前暗物質(zhì)探測方法大體分為“上天”“入地”和“人造暗物質(zhì)”三種。CDEX合作組在中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室開展的暗物質(zhì)直接探測研究屬于“入地”，可以減少宇宙線的干擾。

據(jù)介紹，該合作組利用國際上第一個(gè)液氮直接浸泡制冷的真空封裝點(diǎn)電極高純鍺探測器，在4—5GeV范圍內(nèi)自旋無關(guān)暗物質(zhì)直接探測靈敏度提高到8×10-42cm2，達(dá)到目前國際最高水平。

“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)生反沖并通過電離過程在探測器內(nèi)沉積能量。”岳騫介紹，合作組進(jìn)行的點(diǎn)電極高純鍺探測器實(shí)驗(yàn)，就是通過研究反沖核的反沖能量、事例率及其變化等參數(shù)來研究暗物質(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)。

2016年進(jìn)行第二階段的CDEX-10實(shí)驗(yàn)，采用10公斤量級(jí)的高純鍺陣列探測暗物質(zhì)粒子。岳騫告訴記者，CDEX合作組目前取得的研究成果為未來更大規(guī)模實(shí)驗(yàn)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。合作組正在準(zhǔn)備CDEX-100實(shí)驗(yàn)，計(jì)劃使用自主高純鍺探測技術(shù)在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和運(yùn)行100公斤量級(jí)的探測器陣列系統(tǒng)，開展暗物質(zhì)直接探測和無中微子雙貝塔衰變的實(shí)驗(yàn)研究。(記者劉園園)

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