最深地下實驗室首個探測結(jié)果未找到暗物質(zhì)

科技日報訊 據(jù)《新科學(xué)家》在線版10月31日消息稱，位于美國桑福德地下研究中心的暗物質(zhì)實驗——大型地下氙探測器（LUX）實驗于昨日夜里直播發(fā)布了第一個結(jié)果：排除了大質(zhì)量弱相互作用粒子（WIMPs）作為暗物質(zhì)候選者的可能，即是說尋找暗物質(zhì)未獲成功。此次實驗原本打算驗證稍早時明尼蘇達(dá)報告的暗物質(zhì)粒子蹤跡，但宣告失敗。

自20世紀(jì)30年代起，科學(xué)家一直對暗物質(zhì)及其性質(zhì)十分困惑，但其就等同于“神秘”的代名詞，無法與“找到了”三個字產(chǎn)生任何聯(lián)系。目前想要尋獲暗物質(zhì)有兩個辦法：將儀器送上太空，或者放在地下。后者是一個進(jìn)行暗物質(zhì)探測實驗的最理想所在，因為位于地下深處可很大程度上免受宇宙射線的攻擊。

但一直以來，不同的地下實驗室已多次報告對暗物質(zhì)粒子的觀測結(jié)果，這些內(nèi)容之間經(jīng)常相互矛盾。英國《自然》雜志在今年初曾發(fā)文認(rèn)為，位于美國南達(dá)科他州利德的桑福德地下研究中心的LUX實驗，可能會在2013年推進(jìn)或排除之前的部分結(jié)果，其因此有能力幫助科學(xué)家進(jìn)一步了解創(chuàng)造宇宙的大爆炸。

LUX實驗的原理是將一個重300公斤的液態(tài)氙容器作為“搜捕”暗物質(zhì)的工具。液態(tài)氙屬于冷物質(zhì)，重量是水的3倍。實驗室目前位于地表下近1500米的深處（完全建成后將超過2.4千米），其上方是一處已關(guān)閉的金礦，該實驗本被期待驗證一個非?！罢T人”的暗物質(zhì)報告。

報告出現(xiàn)在今年稍早時間，美國明尼蘇達(dá)州的地下實驗室——超級低溫暗物質(zhì)搜尋計劃（Super-CDMS）發(fā)現(xiàn)了3個疑似暗物質(zhì)事例，質(zhì)量遠(yuǎn)比之前人們認(rèn)為的要輕。計算結(jié)果表明其是大質(zhì)量弱相互作用粒子（WIMP）的可能性為99.81%，不足5西格瑪水平，并不會作為暗物質(zhì)證據(jù)進(jìn)行發(fā)布，但一直被認(rèn)作是“最有前途”的暗物質(zhì)線索。然而，經(jīng)過LUX實驗三個月的“狩獵”，研究人員宣布了第一個探測結(jié)果：盡管可以確定探測器正如計劃中一樣靈敏，但并沒有尋找到暗物質(zhì)的確鑿證據(jù)，這類信號主要來自于背景。

LUX團隊成員理查德·蓋茨克爾表示，他很擔(dān)心這些輕質(zhì)量的WIMP模型已經(jīng)沒前途了。但LUX實驗未來仍然光明，其將跨越更廣的范圍內(nèi)進(jìn)行搜索，并可能會發(fā)現(xiàn)較重暗物質(zhì)的跡象。另一成員丹·麥肯錫說，LUX就像一臺機器，能搜查非常廣泛的暗物質(zhì)候選者。

目前在世界范圍內(nèi)有多個暗物質(zhì)探尋實驗，除Super-CDMS和LUX外，還包括阿爾法磁譜儀（AMS）項目、意大利的Xenon1T探測器等。今年初，丁肇中團隊已公布了阿爾法磁譜儀項目首批研究成果，表示已收集到40萬個正電子，數(shù)據(jù)誤差僅1%，且觀察到宇宙射線流中正電子存在的比率符合暗物質(zhì)存在的理論預(yù)測。（張夢然　中國科技網(wǎng)）

編輯：王蕊

新聞來源：http://tech.ifeng.com/discovery/detail_2013_11/01/30863548_0.shtml