科学家拟将寻找暗物质实验转入地下2000米进行
时间:2017-12-07

  科学网 - 科学家们打算在地下2000米找到暗物质实验

  暗物质实验可以进行或转移到加拿大安大略省萨德伯里的SNOLAB地下设施。

  据北京时间7月27日消息,据英国媒体报道,科学家正寻求将地下暗物质搜索移到更深的位置,因为地球上的宇宙射线可以完全覆盖地下实验发现的暗物质事件。希望尽量摆脱宇宙射线寻找暗物质,即使这意味着将实验移动到地下2000米深处。

  检测粒子相互作用

  在地下2000米的实验将帮助科学家确切地确定暗物质形成的粒子。作为Cryogenic Dark Matter Search II(CDMSII)项目的团队成员,Syracuse大学的Marek Kos博士在法国巴黎的国际高能粒子大会(ICHEP)上简要介绍了该项目的实施情况。他表示,实验的地点可能会从美国明尼苏达州的矿山转移到加拿大安大略省的更深的设施。

  我们肉眼看到的物质占宇宙总质量的17%,其余的83%是暗物质,即不能反射或释放出科学仪器能探测到的光。然而,科学家可以通过暗物质对发光星系和恒星的引力来推断这个神秘物质的存在。尽管科学家们对暗物质的确切组成没有把握,但目前流行的一个理论是暗物质由弱相互作用的大质量粒子(WIMPs)组成。

  这个理论的支持者认为,每秒都有大量大质量微弱相互作用的粒子从地球传过来。然而,由于它们与正常物质的相互作用很弱,科学家发现很难发现这样的粒子。像低温暗物质搜索II这样的实验希望利用探测器来测量粒子之间的大规模相互作用,并且发现这种相互作用较弱的微粒大量的相互作用。低温暗物质搜索II实验在非常低的温度下进行,以检测由撞击检测器中的SiGe晶体原子的粒子释放的能量。

  减少宇宙射线的影响

  Cryogenic Dark Matter Search II实验设施目前位于明尼苏达州的苏丹矿区,实验在地下2341英尺(714米)处进行。最初,斯坦福大学校园内的一个隧道进行了实验。科斯说:如果我们对苏丹矿的实验再次成功,我们计划对位于加拿大安大略省萨德伯里的SNOLAB地下设施进行更深入的实验。

  这相当于一个6000米的水下,用来与其他实验进行比较,但实际上它是在地下2000米左右。在这个深度的实验有助于减少宇宙线介子的背景信号。只有把实验场地搬迁到更深的地方才能减轻这种影响。 2009年,一组研究人员报告说,他们发现了两个可能来自暗物质粒子的信号,这在当时引起了科学界的巨大轰动。

  然而,在美国“科学”杂志上发表的一篇论文中,他们也报道说,据统计,这些信号来源于质量较弱,质量较大的粒子的概率较低。在接受英国广播公司采访时,科斯说:一旦我们看到了,我们就对这些事件持怀疑态度。发现大质量的弱质量粒子是一件大事,你必须确保观察到正确的东西。

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