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锦屏地下实验室里“熊猫”探测暗物质

来源: 科技日报  作者: 李华梁   2015-01-28 14:51  编辑: 张发旭(实习)


  锦屏地下实验室里“熊猫”探测暗物质

  新华社成都1月27日电(记者李华梁)在四川雅砻江锦屏水电站地下2500米处的中国锦屏地下实验室,一只“熊猫”正茁壮成长。它不会耍宝卖萌,却在窥视宇宙“幽灵”——暗物质。

  这只“熊猫”名为PandaX是“粒子和天体物理氙探测器”的英文简写,该实验利用在空气中提纯的惰性元素氙作为探测媒介来寻找暗物质,由上海交通大学牵头组织。

  记者近日从该实验组了解到,目前探测器核心区液氙的规模正从一期120公斤级升级至二期500公斤级,2015年升级完成后将有望成为世界上最灵敏的暗物质探测器。

  上海交通大学教授、国家“千人计划”专家季向东将暗物质比喻成宇宙中的“幽灵”。他说,迄今的研究和分析表明,暗物质在宇宙中所占的份额远远超过目前人类可以看到的物质,我们通常所观测到的普通物质只占宇宙质量的5%。而暗物质跟普通物质几乎不相互作用,所以探测困难。暗物质和暗能量被称为21世纪现代物理学和天文学晴朗天空中的“两朵乌云”。

  据了解,PandaX采用液氙技术,即将氙气制冷至零下100摄氏度,当暗物质跟氙原子发生碰撞时,氙原子就会发光,同时也会产生自由电子。科学家的工作就是想办法把这些微弱的光和几个自由电子探测出来,同时确认这些信号不是由其他原因引起的。

  据上海交通大学物理与天文系特别研究员刘江来介绍,如果说暗物质是宇宙中的“雾霾”,地球则是在雾霾中行驶的汽车,当雾霾中的颗粒撞击汽车就会发出“响声”,探测器的任务就是要把这种“响声”记录下来。

  本世纪以来,国际上相继开展了20多个暗物质探测实验。意大利DAMA/LIBRA实验、美国CoGeNT和CDMS两个实验以及德国CRESST实验先后宣称发现了疑似轻质量暗物质的信号,这类实验的主要困难是宇宙线以及地球上无处不在的放射性。对于PandaX来说,它上面2500米厚的岩石层将宇宙线通量降到极低,同时岩石主要是大理石,不存在多少辐射材料,远离会导致错误信号的辐射源。

  2014年8月,PandaX实验组公布了一期实验获得的首批数据,对以往国际上发现的疑似轻质量暗物质信号提出质疑。


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