美國通過全世界最靈敏的暗物質偵測器,2020年開始獵捕暗物質

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LZ將利用488個光電倍增管(photomultiplier tube)來偵測罕見的暗物質交互作用

一個先進的暗物質偵測器希望能用來發現一個罕見的暗物質與普通物質之間的碰撞。這個偵測器剛剛在美國通過,帶著展望,將在2020年開始尋找。

名為LUX-ZEPLIN (LZ),這個偵測器將在美國南達科他州萊德市(Lead, South Dakota)的史丹佛地下研究所(Sanford Underground Research Facility)建造。這個地方之前是一個金礦,偵測器將被放置在地下1,480公尺(4,850英呎)的地方,以遠離干擾,然後準備好偵測暗物質。它比目前的偵測器至少靈敏1百倍,目前的偵測器至今還無法找到任何暗物質的證據。

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這項批准發生在上個月,當時美國能源部(US Department of Energy)通過關鍵決議2和3b複審,包含這項有企圖心計劃的望遠鏡、製造成本、以及時間表。

LZ發言人暨加州大學聖塔芭芭拉分校(University of California, Santa Barbara)物理學教授Harry Nelson在一份聲明中說:「宇宙所有物質的85%是由暗物質組成的,它的本質是所有當代科學中,最令人困惑的謎之一。」

「就如同科學已經闡明類似物質的本質,從元素週期表到次原子粒子,包括最近發現的希格斯玻色子(Higgs boson)。對於暗物質的本質,LZ計畫將領導科學,來測試最有吸引力的假設之一。」

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到目前為止,這個神祕物質依然是難以理解的。我們能夠看見它對星系的影響,而且它是宇宙精確模型的重要元件,但我們不知道它到底是由什麼組成的。LZ將搜尋一個假設性的暗物質粒子,名為大質量弱作用力粒子(weakly interacting massive particle,WIMP)。

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為了執行這項獵捕,LZ將使用一個填滿10噸(11美噸)淨化氙(xenon)的密閉室。閃光和電脈衝將意味著粒子的交互作用,科學家希望這些交互作用的一部分,是暗示著暗物質與普通物質的交互作用。

LZ計畫主任暨加州勞倫斯伯克萊國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)物理學家Murdock Gilchriese在一份聲明中說:「到目前為止,在尋找暗物質與物質的交互作用,沒有人能夠提出所看見的東西以及在何處是有說服力的,這讓LZ更顯得重要。」

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暗物質據信只透過重力來產生交互作用,而不是光;因此,這是"暗"這個字擺在字首的原因。許多學科的科學家正在嘗試藉由天文觀測和像是大型強子對撞機(Large Hadron Collider)的粒子擊碎器,來驅使暗物質的特性。我們還沒有得到得重要資訊,希望 LZ能夠提供。

來源:IFLScience