我國暗物質(zhì)重大研究成果發(fā)表 排除國際實驗方向
中國暗物質(zhì)實驗合作組新的實驗結(jié)果非常明確地排除了美國CoGeNT實驗組給出的暗物質(zhì)區(qū)域,并且排除了意大利和美國兩家權(quán)威暗物質(zhì)實驗組的大部分區(qū)域,因此,這是一個國際前沿水平的實驗結(jié)果。 ——英國皇家科學(xué)院院士、歐洲核子中心理論部約翰·艾力斯教授 ![]() 或許,在未來相當長一段時間內(nèi),根據(jù)理論物理所提供的模型,我們依然沒有找到暗物質(zhì),但我們的實驗過程也依然具有重要意義。這會啟迪全世界的科學(xué)家在尋找暗物質(zhì)的過程中,開辟新的方向。 ——中國暗物質(zhì)合作組首席科學(xué)家康克軍教授 11日,國際著名科學(xué)雜志《物理評論D》快報欄目發(fā)表了中國暗物質(zhì)實驗合作組(China Dark matter EXperiment,簡稱CDEX合作組)的研究成果。 英國皇家科學(xué)院院士、歐洲核子中心理論部教授約翰·艾力斯評論這一成果說:“在暗物質(zhì)尋找過程中,特別是近年來在輕質(zhì)量暗物質(zhì)區(qū)間有很多實驗結(jié)果互相矛盾的情況下,中國暗物質(zhì)實驗合作組新的實驗結(jié)果是非常重要的一個進展。這個結(jié)果非常明確地排除了美國CoGeNT實驗組給出的暗物質(zhì)區(qū)域,并且排除了意大利和美國兩家權(quán)威暗物質(zhì)實驗組的大部分區(qū)域,因此這是一個國際前沿水平的實驗結(jié)果! 意義:排除了美國科學(xué)家給出的暗物質(zhì)區(qū)域,指出了下一步尋找的范圍 所謂暗物質(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。宇宙學(xué)研究表明,在宇宙物質(zhì)質(zhì)量中,普通物質(zhì)約占15%,其余85%是暗物質(zhì)。暗物質(zhì)超出粒子物理標準模型以外,是人類對于宇宙物質(zhì)構(gòu)成的全新認識。 2002年,美國國家科學(xué)技術(shù)委員會的研究報告將暗物質(zhì)研究列為21世紀最重要的11個物理學(xué)前沿研究課題之首。據(jù)悉,暗物質(zhì)研究極有可能在不久的將來取得重大研究突破。其研究成果將可能導(dǎo)致一場新的物理學(xué)革命,極大改變?nèi)祟悓τ谖镔|(zhì)世界的認識。 目前國際上,暗物質(zhì)實驗主要有間接探測和直接探測兩種方法。直接探測使得科學(xué)家可以深入、直接了解暗物質(zhì)的基本特性,是最重要的一類暗物質(zhì)實驗。國際上有多個實驗組采用直接探測法開展實驗,近年來取得了重要實驗結(jié)果的大多為歐美實驗組,其中最主要的探測方案就是高純鍺實驗和液氙實驗。 此次《物理評論D》快報欄目發(fā)表的研究成果,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、雅礱江流域水電開發(fā)有限公司等單位組成的中國暗物質(zhì)實驗合作組,在世界最深的中國錦屏地下實驗室,利用單體質(zhì)量約為1千克、能量閾值約為300電子伏(eV)的點接觸高純鍺探測器開展實驗所取得。 中國暗物質(zhì)實驗合作組在質(zhì)量為10千兆電子伏(GeV)以下的范圍內(nèi)沒有探測到暗物質(zhì)信號,在更大范圍內(nèi)排除了當前理論預(yù)期的暗物質(zhì)存在空間,這是目前國際領(lǐng)先水平的暗物質(zhì)探測靈敏度測量結(jié)果,是對當前暗物質(zhì)理論進行的一次重要檢驗。 “如果將暗物質(zhì)粒子比喻成一條魚,在一個漫無邊際的海洋中存在。找到這條魚,就是找尋暗物質(zhì)的過程!鼻迦A大學(xué)原副校長、中國暗物質(zhì)實驗合作組首席科學(xué)家康克軍教授介紹,“大約在2010年前后,由美國的芝加哥大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的CoGeNT實驗組稱已在海洋深處的某個位置找到了這條‘魚’。盡管在此之后有不少國家的科研團隊對這一結(jié)論表示質(zhì)疑,可是因為探測器原理不同,很難推翻這一結(jié)論。直到我們的成果出現(xiàn),我們采用與美國CoGeNT實驗組相同的探測原理,而且探測效率更高、實驗室宇宙線本底(自然狀態(tài)下的放射水平)更低。我們的實驗結(jié)果證明了美國CoGeNT實驗組所宣稱的那個區(qū)域是不可能有暗物質(zhì)粒子這條魚存在的,徹底推翻了他們的結(jié)論,為科學(xué)家指出了下一步找尋的范圍和方向! 手段:用高純鍺晶體建造探測器,極大降低能量閾值,提高了探測靈敏度 |