“熊貓計劃”的暗物質(zhì)探測器
由清華大學(xué)主導(dǎo)的中國暗物質(zhì)實驗合作組近日在美國《物理評論D》上發(fā)表最新實驗結(jié)果稱，獲得了點電極高純鍺探測器在10吉電子伏特以下能區(qū)里最靈敏的暗物質(zhì)實驗結(jié)果，并利用這一技術(shù)確定性地排除了美國CoGeNT實驗組幾年前給出的暗物質(zhì)存在區(qū)域。
無獨有偶，由上海交通大學(xué)牽頭的“熊貓計劃”最近也發(fā)表首批數(shù)據(jù)，同樣對CoGeNT實驗組探測到的疑似暗物質(zhì)信號提出質(zhì)疑。
美國暗物質(zhì)研究專家拉斐爾·朗對此表示，這些都是十分重要的成果，說明中國尋找暗物質(zhì)的努力“走到了國際社會的最前沿”。
朗是美國珀杜大學(xué)的物理學(xué)家，也是意大利XENON1T暗物質(zhì)探測器項目的成員。他在接受新華社記者采訪時說，他對中國的兩個項目都很了解，它們都獲得了非常好的結(jié)果。
他說，盡管美國“超級低溫暗物質(zhì)搜尋計劃”今年早些時候也排除了CoGeNT實驗組的實驗結(jié)果，“但在這個領(lǐng)域，有競爭性的實驗?zāi)軌蚪徊骝炞C非常重要。CoGeNT實驗組當初可能忽視了某種效應(yīng)，從而得出誤導(dǎo)性的結(jié)論。所以中國暗物質(zhì)實驗合作組的交叉驗證使人們確信，我們還沒有在這些探測器中的任何一個見到暗物質(zhì)”。
中國暗物質(zhì)實驗合作組由清華大學(xué)聯(lián)合四川大學(xué)、南開大學(xué)、中國原子能科學(xué)研究院和雅礱江流域水電開發(fā)有限公司等單位于2009年建立。朗評價該團隊的最新研究成果說，這是一個“非常重要”的研究，它“令人印象深刻地證明了”中國暗物質(zhì)實驗合作組的研究水平。
“中國暗物質(zhì)實驗合作組有技術(shù)能力，有科學(xué)專業(yè)知識，也有人力，為搜尋暗物質(zhì)作出貢獻，”朗說，“考慮到這是一個相對較新的合作組，這個成果以及‘熊貓計劃’最近發(fā)表的成果，真正使得中國暗物質(zhì)搜尋努力走到了國際社會的最前沿。”
對于中國暗物質(zhì)實驗合作組探測器及XENON1T探測器的暗物質(zhì)探測靈敏度問題，他說，這是兩個非常不同的實驗，中國暗物質(zhì)實驗合作組探測器的尺寸比較小，它所用的晶體是固體鍺，可以放在人的手心里；而XENON1T探測器的體積超過1立方米，用液氙制成。前者更適合搜尋質(zhì)量在7吉電子伏特以下的暗物質(zhì)粒子，而XENON1T更適合尋找質(zhì)量較大的暗物質(zhì)粒子。
暗物質(zhì)是指不發(fā)射任何光及電磁輻射的物質(zhì)，目前人們只能通過引力產(chǎn)生的效應(yīng)得知其存在。宇宙由普通物質(zhì)和暗物質(zhì)等組成，其中更多的是暗物質(zhì)，其質(zhì)量是普通物質(zhì)的5倍。“我們知道有恒星、行星、黑洞、星系、氣體星云……但所有這些只占宇宙的一小部分，宇宙其余部分是由什么組成的，某種程度上，我們可以說這個問題比所有其余問題更重要5倍，”他半開玩笑地說。
目前國際上有多個研究團隊正在艱辛搜尋這種看不見的物質(zhì)。朗說，我們不清楚暗物質(zhì)是什么組成的，結(jié)果就是我們也不知道要用哪種探測器去探測暗物質(zhì)。
他說：“有多種不同的探測器非常重要。我們的探測器越不相同、數(shù)量越多，我們對暗物質(zhì)的了解也將越多。暗物質(zhì)會只與其中一個發(fā)生作用而不與其他的發(fā)生作用嗎？這將是最有趣的一個問題。我非常期盼著中國暗物質(zhì)實驗合作組發(fā)表更多的成果，這將非常激動人心。” |
