
LZ實驗探測裝置建在斯坦福大學地下研究設施中。

LZ設計原理是,當暗物質(zhì)粒子與液氙原子碰撞時,液氙腔內(nèi)的電子會向頂部飄移,迅速產(chǎn)生閃光。這些攜帶暗物質(zhì)粒子信號的光脈沖,會被排列在大型容器內(nèi)的500個光擴增管捕獲。
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號稱在世界三大直接探測暗物質(zhì)粒子實驗中靈敏度最高,有望最先捕獲暗物質(zhì)中弱相互作用重粒子(WIMPs)的美國LUX-ZEPLIN(LZ)實驗近日宣布重大進展:該項目順利通過美國能源部(DOE)第三階段評審,現(xiàn)有技術(shù)設計方案被確定為最終版本,并正式開始建造工作。
暗物質(zhì)在宇宙成分中占比高達85%,提出至今已有80年之久,但現(xiàn)有證據(jù)完全基于引力測量等間接觀測,還沒有獲得直接觀測的第一手資料,因此其粒子特性仍保持神秘。歐洲、中國和美國已開始布局下一代暗物質(zhì)直接探測實驗,在這一基礎(chǔ)物理研究最前沿領(lǐng)域展開良性競爭,希望奪得“第一”的寶座。
LZ這次加快進程,力爭2020年4月前完工并投入使用,勢必會讓美國在競爭中更具優(yōu)勢。
LZ實驗誕生始末
LZ實驗由美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室負責管理,選址建在斯坦福大學地下研究設施(SURF)中,探測裝置將被放置在地下約1609米深處,除主要探測WIMPs,也將捎帶對軸子和中微子等展開探測。
2012年國際團隊提出,將大型地下氙(LUX)項目和液態(tài)惰性氣體閃光實驗(ZEPLIN)合二為一,組建世界上直接探測WIMPs最靈敏的LZ項目。2015年上半年,LZ通過第一階段評估,被確定為能源部官方項目,并隨后出臺這一階段的概念設計報告;2016年8月,LZ通過第二階段審議,望遠鏡、制造成本和時間表等關(guān)鍵議題均最終敲定;而在這次第三階段評審會上,能源部正式批準了最后設計方案,來自美國、英國、葡萄牙、俄羅斯和韓國等國37個研究機構(gòu)的近220位科學家和工程師將展開合作,用7噸液氙探測銀河系暗物質(zhì)與普通物質(zhì)間的弱相互作用。
LZ設計原理是,當暗物質(zhì)粒子與液氙原子碰撞時,液氙腔內(nèi)的電子會向頂部飄移,迅速產(chǎn)生閃光。這些攜帶暗物質(zhì)粒子信號的光脈沖,會被排列在大型容器內(nèi)的500個光擴增管捕獲。
