LUX-ZEPLIN實(shí)驗(yàn)在既往未曾探測到的能量深度發(fā)現(xiàn)了硼-8中微子信號。

暗物質(zhì)是構(gòu)成宇宙約85%質(zhì)量的神秘不可見物質(zhì)，也是當(dāng)前天體物理學(xué)家和宇宙學(xué)家面臨的最大謎團(tuán)之一。為破解這一謎題，LUX-ZEPLIN暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)對主要候選粒子——弱相互作用大質(zhì)量粒子展開了深入研究。

這支國際研究團(tuán)隊(duì)近日公布了最新成果：他們在先前未探測到的能量深度發(fā)現(xiàn)了一個行為類似暗物質(zhì)的標(biāo)志性信號，這表明科學(xué)家們正穩(wěn)步逼近暗物質(zhì)的真實(shí)本質(zhì)。

刷新暗物質(zhì)探測紀(jì)錄

位于南達(dá)科他州利德鎮(zhèn)的LUX-ZEPLIN探測器是世界最大暗物質(zhì)探測裝置之一，深埋于廢棄金礦地下約1.6公里處的桑福德地下研究設(shè)施。該深度能有效屏蔽宇宙射線和背景輻射干擾。

研究團(tuán)隊(duì)使用10噸級液態(tài)氙儲罐探測WIMPs粒子——這類產(chǎn)生于宇宙初期的粒子被認(rèn)為是暗物質(zhì)的關(guān)鍵候選者。通過監(jiān)測潛在暗物質(zhì)粒子與氙原子的相互作用，科學(xué)家成功捕捉到WIMPs的活動跡象。

團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)探測質(zhì)量在5-10吉電子伏/c2區(qū)間的WIMPs粒子。此前該能區(qū)受人為設(shè)定限制，新研究則首次探索了這片未知領(lǐng)域。在此低質(zhì)量區(qū)間，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了源自太陽核心的硼-8中微子信號。這些極速微觀粒子與氙原子的作用方式與暗物質(zhì)粒子高度相似，證明LUX-ZEPLIN裝置完全具備探測暗物質(zhì)的能力。

科學(xué)家進(jìn)入"隨時可能發(fā)現(xiàn)"狀態(tài)

令人振奮的是，新結(jié)果表明暗物質(zhì)探測可能在任何時刻取得突破。LUX-ZEPLIN項(xiàng)目計劃收集1000天的觀測數(shù)據(jù)，為驗(yàn)證最新發(fā)現(xiàn)提供充足機(jī)會。

參與該研究的倫敦國王學(xué)院科學(xué)家吉姆·多布森博士表示："作為低質(zhì)量WIMPs暗物質(zhì)探測的領(lǐng)先實(shí)驗(yàn)，我們?yōu)橛钪嬗^測開啟了新窗口。每次分析新數(shù)據(jù)集時，我們都能感受到暗物質(zhì)的存在。觀測到已知中微子信號意味著，一旦暗物質(zhì)信號出現(xiàn)，我們已做好捕獲準(zhǔn)備。"

LUX-ZEPLIN項(xiàng)目匯聚了全球250名科學(xué)家、工程師及技術(shù)支持人員，其最新研究成果已在《物理評論快報》發(fā)表，相關(guān)數(shù)據(jù)已通過特定數(shù)據(jù)庫向科學(xué)界公開。

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