新聞源 財富源

2024年04月15日 星期一

財經 > 滾動新聞 > 正文

字號:  

尋找暗物質:中國錦屏地下實驗室獲最靈敏結果

  • 發佈時間:2014-11-12 02:31:25  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  研究暗物質一直是世界物理學界的熱點,但是要想在這方面取得突破性進展並非易事。中國暗物質實驗(CDEX)合作組4年磨一劍,取得了重要進展:對於10GeV以下暗物質的直接探測,CDEX合作組利用點電極高純鍺,得到了目前國際最靈敏的實驗結果。不僅進一步縮小了暗物質可能存在的區域,同時推翻了美國CoGeNT暗物質實驗組近年來宣稱 “已經探測到暗物質存在區域”的結論。相關論文于北京時間11日被國際著名科學雜誌《物理評論D》發表。

  英國皇家科學院院士、歐洲核子中心理論部教授約翰·艾力斯表示:“這是一個國際前沿水準的實驗結果。近年來,在輕品質暗物質區間有很多實驗結果相互矛盾,中國的實驗結果非常確定地排除了美國CoGeNT實驗組給出的暗物質區域,並且排除了義大利暗物質實驗組(DAMA/LIBRA)和美國另一暗物質實驗組(CDMS-II)給出的大部分暗物質區域。”

  國際知名高能物理學家、中科院趙政國院士也對該項成果表示祝賀。他説:“非常高興地看到他們新的研究文章被《物理評論D》接收發表,文章報告了CDEX合作組在中國錦屏地下實驗室利用P型點電極高純鍺探測器給出的對於輕品質暗物質粒子的限制結果。這一結果利用相同的探測技術和靶材料,把美國CoGeNT實驗組給出的暗物質存在區域確定地排除掉,研究成果讓人印象深刻。”

  研究佔宇宙物質品質約85%的暗物質,有助於人類重新認識物質世界。但由於暗物質不發光,很難捕捉到。科學家首先要確定它的存在範圍。“這就好比海底撈針,理論物理學家給出了不同的尋找範圍,我們實驗物理,通過不同的實驗方法去驗證這些理論是否正確,並尋找新的暗物質存在範圍。”中國錦屏地下實驗室主任、清華大學程建平教授接受科技日報記者採訪時説。

  本世紀以來,美國、英國、南韓、日本等世界發達國家建立了多個暗物質實驗小組,在此領域展開激烈競爭。其中,美國CoGeNT實驗組于2011年公佈了實驗結果,宣稱在輕品質暗物質區域發現暗物質存在,引發理論和實驗物理學界高度關注和熱烈討論。

  2009年,清華大學聯合四川大學、南開大學、中國原子能科學研究院、雅礱江流域水電開發有限公司等單位,建立了CDEX合作組,吸引了粒子物理實驗、輻射探測技術、低本底測量、暗物質理論等諸多學科的70多位科學家參與到這項研究中。

  與其他研究不同,開展暗物質實驗不僅取決於團隊的科研能力,還受限于科研環境和科研儀器。參與CDEX研究的清華大學工程物理系教授李元景告訴記者:“暗物質實驗必須在極深的地下實驗室進行,只有這樣,高能量的宇宙線才能夠被盡可能地遮罩,為暗物質探測提供儘量‘乾淨’的輻射環境。”

  于2010年投入使用的中國錦屏地下實驗室,前期專門為探測暗物質而建。垂直岩石覆蓋達2400米,是國際上岩石覆蓋最深的地下實驗室,被譽為中外物理學家眼中的實驗天堂。而我國自主設計的實驗儀器——品質約為1公斤的高純鍺探測器,是世界上單體品質最大的點電極高純鍺探測器原型,對輕暗物質的探測十分靈敏。

  這些因素為我國暗物質實驗打下了良好的基礎。“我們的實驗對理解多個實驗組發佈的、相互矛盾的暗物質實驗結果提供了更新的、靈敏度更高的證據。將暗物質直接探測實驗向更低能和更高靈敏度區域推進,擴展了新物理研究領域。”CDEX合作組首席科學家、清華大學康克軍教授説,“下一步,實驗組將建設模組化的噸量級高純鍺探測器陣列系統,進一步提高暗物質探測靈敏度。”

  (科技日報北京11月11日電)

熱圖一覽

高清圖集賞析

  • 股票名稱 最新價 漲跌幅