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我国科学家在暗物质直接探测领域取得新进展

2018年06月28日 16:15:29字号:T|T

    在“大科学装置前沿研究”重点专项项目“高纯锗阵列直接探测暗物质实验”支持下,中国暗物质实验(China Darkmatter EXperiment,CDEX)合作组在暗物质直接探测领域取得重要进展,在4-5GeV范围内将自旋无关暗物质直接探测灵敏度提高到8×10-42cm2, 达到国际最好水平。相关成果于2018年6月12日在线发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

    暗物质是指不参与电磁相互作用和强相互作用,但参与引力相互作用的不可见物质。天文学观测和研究表明,暗物质广泛分布在宇宙的各个角落,约占整个宇宙物质质量的85%,在物质起源和宇宙演化过程中具有十分重要的地位。当前暗物质研究国际竞争异常激烈。

    由清华大学牵头,联合四川大学、南开大学、中国原子能科学研究院、北京师范大学、雅砻江流域水电开发有限公司等单位研究人员组成的CDEX合作组在中国锦屏地下实验室开展暗物质研究,首次采用液氮直冷方式,建立和运行总质量约10kg的点电极高纯锗探测器阵列进行暗物质直接探测实验,并通过多种技术手段有效降低了探测器的测量阈值,以及环境辐射、探测器自身材料放射性等本底的干扰,在102.8公斤·天的物理数据基础上给出了4-5GeV范围内自旋无关暗物质探测灵敏度为8×10-42cm2的国际最好水平。该工作为未来吨级高纯锗探测器的建造和模块化阵列的设计提供了重要依据,为吨级实验的本底水平控制提供了重要实验支撑,也为低本底前端电子学、锗金属提纯与高纯锗探测器制作、地下电解铜制备、大型液氮直冷系统等全链条关键技术的自主研究提供了重要经验。

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