超灵敏的暗物质搜索尚未发现该物质的迹象
LZ 实验将继续进行暗物质搜索约 5 年
LZ 实验(如图)在初步搜索中没有发现被称为 WIMP 的假想暗物质粒子的证据,但它已经是迄今为止报道的最灵敏的同类搜寻。
马修·卡普斯特/桑福德地下研究设施
下一代暗物质探测器已经问世。
一项旨在探测这种神秘物质的大规模新尝试已经公布了第一批结果。这项名为 LZ 的实验遵循了暗物质猎人的悠久传统,没有发现暗物质。但它做到了这一点比以前更好物理学家于 7 月 7 日在虚拟网络研讨会和 LZ 网站上发布的一篇论文中报告了这一结果。随着 LZ 和其他类似实验计划在未来几年收集数据,物理学家们希望他们最终能瞥见暗物质。
LZ 发言人、加州大学圣巴巴拉分校物理学家休·利平科特 (Hugh Lippincott) 在网络研讨会上表示:“暗物质仍然是当今粒子物理学中最大的谜团之一。”
LZ,即 LUX-ZEPLIN,旨在发现被认为构成宇宙大部分物质的未识别粒子。虽然没有人真正探测到过暗物质粒子,但它对宇宙的影响可以从恒星和星系的运动中看出,也可以通过其他宇宙观测(日期: 7/24/18)。
该探测器位于南达科他州莱德市桑福德地下研究中心,地下约 1.5 公里处,内有 10 公吨液态氙。如果暗物质粒子撞击任何一个氙原子的原子核,就会产生探测器可以探测到的闪光。
LZ 实验是基于液态氙的新一代更大、更强大的暗物质探测器之一,其中还包括意大利格兰萨索国家实验室的 XENONnT 和中国锦屏地下实验室的 PandaX-4T。这些实验旨在探测一种理论上的暗物质,即弱相互作用大质量粒子,又称弱相互作用粒子(日期: 12/13/16)科学家扩大了搜索范围,以便有更好的机会探测到这些粒子,每个探测器都装有数吨液态氙。
仅使用约 60 天的数据,LZ 已经超越早期的努力确定 WIMP(日期: 5/28/18)“他们取得的成果真的令人印象深刻;这是一个技术奇迹,”伊利诺伊州巴达维亚费米实验室的理论物理学家 Dan Hooper 说,但他没有参与这项研究。
尽管 LZ 的搜索一无所获,但“只有连续运行数年,才能发现一些东西”,LZ 的合作者、纽约奥尔巴尼大学的物理学家 Matthew Szydagis 说道。LZ 预计将运行约五年,这段延长时间内的数据可能为物理学家找到粒子提供最佳机会。
加州劳伦斯伯克利国家实验室的 LZ 物理学家 Kevin Lesko 表示,既然该探测器已经证明了它的潜力,“我们对即将看到的东西感到非常兴奋”。