solidot新版网站常见问题,请点击这里查看。

在地底深处搜寻暗物质

科学
wanwan (42055)发表于 2021年09月07日 17时21分 星期二
来自部门
宇宙中最寂静、最黑暗的角落之一并不在太空深处——它位于南达科他州 Black Hills 深处一座金矿内的一罐冷液氙气的中心。它极为“安静”,任何杂散粒子都有可能混淆罐外的探测器。这些探测器正在搜救微弱且稀有的信号,希望借此揭示出暗物质的存在。这套包含液态与气态氙气的容器、外部包裹水箱以及所有探测器系统,被称为大型地下氙气(Large Underground Xenon 、LUX)暗物质实验装置。到目前为止,LUX 还没有任何实质性的发现,但它才刚刚开始运行不久:探测器于去年安装完成并开始运行。

虽然时日尚短,但 LUX 已经为寻找暗物质粒子设定了诸多标准……该装置正在为下一轮数据收集做好准备,整个运行周期将持续 300 天。实验的规划、灵敏度、设计者对于噪声来源的关注度以及探测器本身的相对简单性,使得很多关注者认为暗物质的踪迹一定会由 LUX 或者它的后继者发现。

当然这一切在真正实现前仍要打上一个问号。暗物质向来以不可见性而著称——它既不吸收、也不发射任何波长的光。我们只能通过由它引起的引力作用、塑造星系的方式、宇宙中最大体量星体以及影响宇宙早期的光谱来推断出它的存在。根据星系结构,天文学家怀疑暗物质是由粒子构成。但这些粒子的质量有多大、可能存在多少种类型以及各粒子间的相互作用仍在未定之天。