我國科學(xué)家刷新暗物質(zhì)探測靈敏度
最新發(fā)現與創(chuàng )新
記者13日從中國暗物質(zhì)實(shí)驗(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，在一定范圍內將暗物質(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(xiàn)發(fā)表在國際頂級期刊《物理評論快報》上。
CDEX合作組實(shí)驗負責人、清華大學(xué)工程物理系教授岳騫介紹，當前暗物質(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)驗室開(kāi)展的暗物質(zhì)直接探測研究屬于“入地”，可以減少宇宙線(xiàn)的干擾。
據介紹，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范圍內自旋無(wú)關(guān)暗物質(zhì)直接探測靈敏度提高到8×10-42cm2，達到目前國際最高水平。
“當彌散在整個(gè)空間的暗物質(zhì)粒子偶爾與鍺原子發(fā)生碰撞后，會(huì )導致鍺核發(fā)生反沖并通過(guò)電離過(guò)程在探測器內沉積能量。”岳騫介紹，合作組進(jìn)行的點(diǎn)電極高純鍺探測器實(shí)驗，就是通過(guò)研究反沖核的反沖能量、事例率及其變化等參數來(lái)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，采用10公斤量級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(lái)更大規模實(shí)驗提供了堅實(shí)基礎。合作組正在準備CDEX-100實(shí)驗，計劃使用自主高純鍺探測技術(shù)在錦屏地下實(shí)驗室建設和運行100公斤量級的探測器陣列系統，開(kāi)展暗物質(zhì)直接探測和無(wú)中微子雙貝塔衰變的實(shí)驗研究。(記者劉園園)
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