地下1.6公里未发现暗物质粒子
暗物质探索:寻找宇宙中的“隐形人”
LUX实验科学家发现大质量弱相互作用粒子如同宇宙中的隐形人,难以捉摸。这些粒子几乎不与常规物质互动,它们在宇宙中的踪迹难以被发现。而大质量弱相互作用粒子还分为低质量和高质量两种,当前的探测技术可能仅能触及到低质量的WIMP粒子。
位于南达科他州的大型地下氙气(LUX)探测器,是地球上顶尖的暗物质探测设备之一。科学家最新的研究结果暗示,暗物质可能存在于我们称之为大质量弱相互作用粒子(WIMP)的实体之中。尽管暗物质占据了宇宙的绝大部分质能组成,但至今我们仍未能发现其踪迹。国际空间站的阿尔法磁谱仪进行的实验也未能取得显著进展,这表明现有的探测设备可能尚未达到探测暗物质粒子所需的级别。
探索暗物质有多种方法,包括间接和直接探测。间接探测依赖于暗物质粒子的特性,如果大质量弱相互作用粒子与其反粒子碰撞发生湮灭,会释放出伽玛光子。科学家已在银河系中央附近发现与暗物质粒子行为相关的特殊“光束”,能量约为130GeV。而直接探测实验室通常位于地下深处,以屏蔽宇宙背景噪声的干扰。LUX实验,位于地下1.6公里深处,是最灵敏的暗物质探测器之一。尽管已经完成首次运行,但仍未找到确凿的暗物质粒子证据。
劳伦斯伯克利国家实验室的科学家索尔·珀尔马特认为暗物质如同“黑暗之门”,我们所见的物质只占宇宙质能的小部分,宇宙大部分被暗能量和暗物质所占据。尽管尚未直接发现暗物质粒子,但科学家已经观察到它对宇宙星系和恒星系统的引力效应。在LUX实验室这个世界上最安静的地方,一个1.8米高的钛容器内充满了液态氙气,并冷却至超低温度。一旦大质量弱相互作用粒子与氙原子发生互动,探测器便能捕捉到其信号,让我们更接近揭开暗物质的神秘面纱。