最深地下實(shí)驗(yàn)室首個(gè)探測(cè)結(jié)果未找到暗物質(zhì)

最深地下實(shí)驗(yàn)室首個(gè)探測(cè)結(jié)果未找到暗物質(zhì)

科技日?qǐng)?bào)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(shí)驗(yàn)——大型地下氙探測(cè)器（LUX）實(shí)驗(yàn)于昨日夜里直播發(fā)布了第一個(gè)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(shí)驗(yàn)原本打算驗(yàn)證稍早時(shí)明尼蘇達(dá)報(bào)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(duì)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(gè)字產(chǎn)生任何聯(lián)系。目前想要尋獲暗物質(zhì)有兩個(gè)辦法：將儀器送上太空，或者放在地下。后者是一個(gè)進(jìn)行暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)的最理想所在，因?yàn)槲挥诘叵律钐幙珊艽蟪潭壬厦馐苡钪嫔渚€的攻擊。

但一直以來，不同的地下實(shí)驗(yàn)室已多次報(bào)告對(duì)暗物質(zhì)粒子的觀測(cè)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(shí)驗(yàn)，可能會(huì)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(shí)驗(yàn)的原理是將一個(gè)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)本被期待驗(yàn)證一個(gè)非常“誘人”的暗物質(zhì)報(bào)告。

報(bào)告出現(xiàn)在今年稍早時(shí)間，美國明尼蘇達(dá)州的地下實(shí)驗(yàn)室——超級(jí)低溫暗物質(zhì)搜尋計(jì)劃（Super-CDMS）發(fā)現(xiàn)了3個(gè)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(jì)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(huì)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(shí)驗(yàn)三個(gè)月的“狩獵”，研究人員宣布了第一個(gè)探測(cè)結(jié)果：盡管可以確定探測(cè)器正如計(jì)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(hào)主要來自于背景。

LUX團(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)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(huì)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(tái)機(jī)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(gè)暗物質(zhì)探尋實(shí)驗(yàn)，除Super-CDMS和LUX外，還包括阿爾法磁譜儀（AMS）項(xiàng)目、意大利的Xenon1T探測(cè)器等。今年初，丁肇中團(tuán)隊(duì)已公布了阿爾法磁譜儀項(xiàng)目首批研究成果，表示已收集到40萬個(gè)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(cè)。（張夢(mèng)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