白交 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
世界上最大、最靈敏的暗物質探測器，誕生了。
目前已成功運行，並驗證有效。
它叫做LUX-ZEPLIN
（LZ），旨在解決宇宙的最大謎團之一——
找到暗物質存在的直接證據。
暗物質，是一種不發射或吸收光線or任何形式的輻射，卻佔宇宙85%質量的物質。
如今，經過1000多天的靈敏度測試，這個地下近1.5公里的大裝置，終於開始運行。
世界最大暗物質探測器
取名為LUX-ZEPLIN，實則源於此前兩個暗物質探測實驗的合併。
——LUX（Large Underground Xenon）和ZEPLIN（ZonEd Proportional scintillation in LIquid Noble gases）。
為了避免來自太陽和宇宙輻射的干擾，這個探測器位於美國南達科他州根據礦井改造的地下實驗室內，裡面進行著十多個實驗，包括中微子的性質、地熱能、粒子物理實驗等。
而暗物質實驗，簡單來說，就是利用7噸活性液體氙與暗物質之間的相互作用，來尋找暗物質。
據工程師介紹，選擇氙氣的原因之一，是它的液體密度非常高，每升大約三公斤，比鋁還要密集。
暗物質探測器有很多層，從中心開始有一大桶液態氙氣。
旁邊有多個光電倍增管，以檢測可能顯示暗物質存在的光信號。科學家希望，當暗物質撞擊氙核時，可以產生一點閃光。
並將溫度保持在零下100攝氏度。
除此之外，探測器還需由放射性極其純淨的必需材料構成。
為此相關負責人指出，團隊分析了1200多種材料，其中選擇了最純的材料來構建LZ，並表徵來自自然宇宙輻射的殘餘噪聲。
如今這個裝置終於建成。去年12月底試運營期間，收集到了60個「實時資料」，雖然這個結果沒有證據表明是暗物質信號，但能表明探測器的各個方面運轉良好。
目前LZ正在尋找名為WIMPs的粒子，它是暗物質最有希望的候選者，並且還為其設定了新的探測限制。
250名科學家和工程師組成
本次實驗由美國、英國、葡萄牙和韓國等35個機構的250名科學家和工程師組成。
倫敦大學物理與天文學院暗物質研究小組負責人Chamkaur Ghag表示：
揭示暗物質的本質是科學界最優先考慮的事情之一。
在LZ項目中，我們為靈敏度設定了新的世界極限，並進入了完全未被探索的領域，尋找宇宙丟失的質量。
論文連結：
https://lz.lbl.gov/wp-content/uploads/sites/6/2022/07/LZ_SR1_Paper_7July2022.pdf
參考連結：
[1]https://lz.lbl.gov/
[2]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900219314032?via%3Dihub
[3]https://arxiv.org/abs/1802.06039
[4]https://www.youtube.com/watch?v=JiOYgHSKcs4
[5]https://www6.slac.stanford.edu/news/2022-07-07-researchers-mark-successful-startup-lux-zeplin-dark-matter-detector-sanford
[6]https://www.ucl.ac.uk/news/2022/jul/worlds-largest-and-most-sensitive-dark-matter-detector-comes-life
