最深地下實驗室首個探測結果未找到暗物質

科技日報訊 據(jù)《新科學家》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)布了第一個結果：排除了大質量弱相互作用粒子（WIMPs）作為暗物質候選者的可能，即是說尋找暗物質未獲成功。此次實驗原本打算驗證稍早時明尼蘇達報告的暗物質粒子蹤跡，但宣告失敗。

自20世紀30年代起，科學家一直對暗物質及其性質十分困惑，但其就等同于“神秘”的代名詞，無法與“找到了”三個字產生任何聯(lián)系。目前想要尋獲暗物質有兩個辦法：將儀器送上太空，或者放在地下。后者是一個進行暗物質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粒子的觀測結果，這些內容之間經常相互矛盾。英國《自然》雜志在今年初曾發(fā)文認為，位于美國南達科他州利德的桑福德地下研究中心的LUX實驗，可能會在2013年推進或排除之前的部分結果，其因此有能力幫助科學家進一步了解創(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”暗物質的工具。液態(tài)氙屬于冷物質，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），其上方是一處已關閉的金礦，該實驗本被期待驗證一個非?！罢T人”的暗物質報告。

報告出現(xiàn)在今年稍早時間，美國明尼蘇達州的地下實驗室——超級低溫暗物質搜尋計劃（Super-CDMS）發(fā)現(xiàn)了3個疑似暗物質事例，質量遠比之前人們認為的要輕。計算結果表明其是大質量弱相互作用粒子（WIMP）的可能性為99.81%，不足5西格瑪水平，并不會作為暗物質證據(jù)進行發(fā)布，但一直被認作是“最有前途”的暗物質線索。然而，經過LUX實驗三個月的“狩獵”，研究人員宣布了第一個探測結果：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，他很擔心這些輕質量的WIMP模型已經沒前途了。但LUX實驗未來仍然光明，其將跨越更廣的范圍內進行搜索，并可能會發(fā)現(xiàn)較重暗物質的跡象。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候選者。

目前在世界范圍內有多個暗物質探尋實驗，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存在的理論預測。（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