开工三年后,最敏感的暗物质有史以来建造的探测器已经提供了第一组结果——而且它的工作方式正如其制造者预期的那样。
XENON1T 机器,,这是我们迄今为止找到众所周知难以捉摸的东西的最佳机会,物理学家认为它占整个宇宙物质的 85% 以上。
虽然公布的结果仅代表 34 天的数据,但科学家们已证实 XENON1T 已达到暗物质实验有史以来达到的最低低能背景水平。换句话说,如果有什么东西能够在宇宙背景噪音中发现暗物质的微弱涟漪,那么 XENON1T 就可以。
目前尚未发现任何暗物质,但该项目背后的团队对迄今为止的结果感到满意。
“我认为最令人兴奋的事情是探测器按照我们的预期工作,”研究人员之一、瑞士苏黎世大学的劳拉·鲍迪斯 (Laura Baudis) 说道。告诉 Gizmodo 的 Ryan F. Mandelbaum。
XENON1T 的任务是检测之间的相互作用弱相互作用大质量粒子(WIMP)——科学家认为它可以代表暗物质——和普通物质。
困难在于如何减少来自自然放射性的外部干扰,以便能够在这些非常轻微的震动发生时看到它们。
因此,XENON1T 位于地下约 3,600 米(11,811 英尺)处,充满了 2,000 公斤(4,409 磅)液态氙——这种物质在受到 WIMP 撞击时应该会迸发出生命的火花。
液体中的粒子相互作用氙引起闪光,科学家们希望追踪这些闪光,并利用室内的其他测量和计时来确定它们是否可能是暗物质。
第一个月的结果还没有任何迹象,但这并不一定令人惊讶。正如 Gizmodo 所解释的,这就像在你的后院放一个碗,等待流星击中它:34天没有击中并不意味着流星不存在。
另一项研究在寻找暗物质时也一片空白,但每一个额外的研究都是有用的。即使没有发现暗物质,也有助于缩小下一步的搜索范围。
第一批结果尚未经过同行评审,因此目前将其视为初步发现,但团队对迄今为止所看到的结果感到鼓舞。
“WIMP 并没有出现在 XENON1T 的第一次搜索中,但我们也没想到它们会这么快出现,”研究团队之一说,来自哥伦比亚大学的埃琳娜·阿普莱尔。
“最好的消息是,该实验不断积累出色的数据,这将使我们能够很快在具有正常原子质量和横截面的区域中测试 WIMP 假说,这是前所未有的。”
其他一些探测暗物质的尝试正在进行中,无论是使用氙气或其他不同的设备,例如(大型强子对撞机)。
我们还看到了暗示暗物质存在的数据(国际空间站)。其实主要是通过科学家认为暗物质确实存在。
搜寻仍在继续,但 XENON1T 已被证明是科学家在搜索中使用的重要新工具。
“地球上使用超低背景大型探测器探测暗物质的竞赛的新阶段刚刚从 XENON1T 开始,”四月说。 “我们很自豪能够凭借这款令人惊叹的探测器站在竞赛的最前沿,这是同类中的第一个探测器。”
初步调查结果已发布在预印本网站上,arXiv.org。
更正:这个故事的早期版本指出暗物质“帐户”占整个宇宙质量的 85% 以上”。我们现在已经澄清,这个百分比专门适用于物质而不是质量。