b体育《自然》：科学家给出当前暗物质“亮度”上限—新闻—科学网
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发表时间:
2024-05-02
近日，上海交通年夜学牵头的PandaX互助组于深度阐发新一代PandaX-4T液氙探测试验数据后，对于暗物资可能具备的电磁性子给出了国际最佳的丈量成果。5月17日，相干研究以《从氙反冲数据患上出的暗物资的亮度极限》为题于线揭晓在《天然》。
PandaX-4T时间投影室探测器拆卸。上海交年夜供图 宇宙中组成已经知物资的基本粒子都具备电磁性子，经由过程光子通报彼此作用。是以，这些物资都具备 亮度 ，纵然是电中性的粒子也不破例。好比，中子不带电，可是因为它是由带电的夸收复合而成的，以是仍有很强的残存 亮度 。即即是中微子如许的电中性基本粒子，也会因为高阶量子批改等效地孕育发生极为微小电磁漫衍，致使有非零的 亮度 。 那末，宇宙中是否存于没有 亮度 的物资粒子？ 年夜量的天文以及宇宙学不雅测经由过程引力效应确认，宇宙中还存于比已经知物资多5倍多的神秘物资。这些物资呈电中性，还未被人类用电磁手腕 看 到，是以被称为 暗物资 。然而暗物资粒子是否存于 亮度 ，始终是全球科学家试图回覆的基本问题。 2009年起，PandaX互助组哄骗锦屏地下试验室极低辐射本底情况，研制了三代液氙探测器（PandaX-I、PandaX-II、PandaX-4T），并开展了一系列针对于暗物资以及中微子的试验研究。宇宙中的暗物资可以穿透地球达到地下试验室，假如暗物资以及平凡物资间有彼此作用，会同探测器中的氙原子碰撞并孕育发生反冲旌旗灯号，于探测器中以氙原子闪光（S1）以及电离（S2）的情势体现出来。 
探测器事情道理图。上海交年夜供图 新一代的PandaX-4T试验位在锦屏地下试验室二期试验厅，是国际首个投入运转的多吨级液氙探测试验。PandaX-4T于前两代试验堆集的根蒂根基长进行了进级以及革新，探测器机能显著晋升，于2021年发布了首批0.63 吨 年暴光量的暗物资探测数据，并给出了暗物资以及氙原子核经由过程极短程彼此作用碰撞的最敏捷征采成果。 同传统假定中的极短程彼此作用差别，假如暗物资具备非零的 亮度 ，它们可以经由过程互换光子同氙原子核孕育发生长程彼此作用，出现出怪异的反冲特性。PandaX团队基在前期同美科学家互助实现的有用场要领，把差别种电磁效应转换为差别有用算符核矩阵元的组合，获得了响应的暗物资碰撞率以及反冲特性。探测器中重要的本底来历在微量放射性以及电子之间的碰撞，它们于S1以及S2上的漫衍以及暗物资-原子核的碰撞旌旗灯号差别。团队经由过程刻度数据构建了靠得住的暗物资旌旗灯号以及本底相应模子，晋升了对于差别暗物资电磁性子的甄别威力。 基在PandaX-4T试验首批暗物资探b����测数据，PandaX团队经由过程拟合要领对于暗物资可能的电磁性子开展了体系寻觅。研究注解，数据中未发明凌驾本底的暗物资旌旗灯号：以暗物资电荷均方半径为例，旌旗灯号区中预期本底事例约莫是10个，而试验数据中仅发明了6个碰撞事例，切合本底的统计涨落。按照不雅测数据，团队对于暗物资的多种电磁性子均给出了国际最强限定。值患上指出的是，PandaX对于暗物资电荷均方半径给出了国际首个试验上限，比中微子电荷均方半径试验上限还要小1万倍，换算成现实尺寸比质子还要小约10万倍！PandaX的研究哄骗了最敏捷的氙原子核反冲数据，体系的给出了当前最佳程度的暗物资 亮度 上限，显著晋升了对于暗物资毕竟有多 暗 的定量理解。 相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-05982-0版权声明：凡本网注明“来历：中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品，消息网转载，请于正文上方注明来历以及作者，且不患上对于内容作本色性改动；微信公家号、头条号等新媒体平台，转载请接洽授权。邮箱：shouquan@stimes.cn。/b体育
