世界上最灵敏的暗物质探测器LZ获得第一批结果

　　下一代暗物质探测器已经开始运行，并已经提供了第一批结果，显示它是地球上这种类型最敏感的机器。这台机器可以通过首次直接检测其组成粒子，帮助解开物理学中最大的谜团之一——暗物质的性质。

　　LUX-ZEPLIN (LZ)实验位于南达科他州布莱克山的深处，由劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室)领导的250名科学家组成的团队操作，成功通过了启动程序的检查阶段。

　　LZ探测器自2021年12月以来一直在运行，这些首批结果代表了它最初60天的实际运行。“我们准备好了，一切看起来都很好，”伯克利实验室高级物理学家和前LZ发言人凯文·莱斯科在一份声明中说。“这是一个复杂的探测器，有许多部件，它们都在预期范围内运行良好。”

　　暗物质构成了已知宇宙中大约85%的物质，但是因为它不与光相互作用，所以实际上是看不见的。同样，无论暗物质的组成粒子是什么，它们也不会与其他物质发生强烈的相互作用。

　　事实上，科学家推断暗物质存在的唯一方法是通过它的引力影响，这种引力影响实际上将大多数星系聚集在一起，防止它们的组成恒星在旋转时散开。

　　这意味着研究人员知道暗物质不像我们每天看到的日常物质或重子物质那样由质子和中子组成。

　　LUX-ZEPLIN探测器是为了专门搜索一种被称为弱相互作用大质量粒子(WIMPs)的假设类型的暗物质而设置的。预计这些粒子很少与物质碰撞，当它们碰撞时，相互作用也极其微弱。

　　目前还没有直接探测到暗物质粒子，但希望LZ探测器可以通过探测这些神秘粒子与氙原子的微弱相互作用来改变这种情况。这需要一个灵敏的检测器，消除所有可能干扰检测的噪声。

　　LZ实验的氙放在两个嵌套的钛罐中，装有10吨液态氙。这些储罐由两个光电倍增管(PMT)阵列监控，这两个阵列可以检测微弱的光源。

　　这些容器及其附带的探测器也位于一个更大的探测系统中，该系统可以捕捉任何可能模拟暗物质信号的粒子，并在寻找真正的暗物质时将其排除在外。

　　为了发现这些微弱的相互作用，氙罐必须保持在零下148华氏度(零下100摄氏度)。此外，着陆区小组必须清除探测器的所有自然背景辐射。一个水箱围绕着实验，防止实验室墙壁发出的自然辐射。

　　暗物质探测器的地下位置有助于保护它免受高能质子和原子核的影响，这些质子和原子核以接近光速的速度穿过空间，来自太阳和太阳系以外的宇宙射线。

　　LZ探测器的灵敏度将在未来1000天内进一步提高，这意味着这只是实验的开始。

　　“我们计划在未来几年收集大约20倍以上的数据，所以我们才刚刚开始，”加州大学圣巴巴拉分校的LZ发言人休·利平科特在一份声明中说。“有很多科学要做，这非常令人兴奋！”

　　该探测器的第一批结果于周四(7月7日)发表在LZ实验的网站上。