锦屏地下实验室里“熊猫”探测暗物质

小心愿

[导读] 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。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。

                 
         





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。