我國科學家在暗物質直接探測領域取得新進展
時間：2018-06-28 來源：科技部
在“大科學裝置前沿研究”重點專項項目“高純鍺陣列直接探測暗物質實驗”支持下，中國暗物質實驗（China Darkmatter EXperiment，CDEX）合作組在暗物質直接探測領域取得重要進展，在4-5GeV范圍內將自旋無關暗物質直接探測靈敏度提高到8×10-42cm2, 達到國際最好水平。相關成果于2018年6月12日在線發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。
暗物質是指不參與電磁相互作用和強相互作用，但參與引力相互作用的不可見物質。天文學觀測和研究表明，暗物質廣泛分布在宇宙的各個角落，約占整個宇宙物質質量的85%，在物質起源和宇宙演化過程中具有十分重要的地位。當前暗物質研究國際競爭異常激烈。
由清華大學牽頭，聯合四川大學、南開大學、中國原子能科學研究院、北京師范大學、雅礱江流域水電開發有限公司等單位研究人員組成的CDEX合作組在中國錦屏地下實驗室開展暗物質研究，首次采用液氮直冷方式，建立和運行總質量約10kg的點電極高純鍺探測器陣列進行暗物質直接探測實驗，并通過多種技術手段有效降低了探測器的測量閾值，以及環境輻射、探測器自身材料放射性等本底的干擾，在102.8公斤·天的物理數據基礎上給出了4-5GeV范圍內自旋無關暗物質探測靈敏度為8×10-42cm2的國際最好水平。該工作為未來噸級高純鍺探測器的建造和模塊化陣列的設計提供了重要依據，為噸級實驗的本底水平控制提供了重要實驗支撐，也為低本底前端電子學、鍺金屬提純與高純鍺探測器制作、地下電解銅制備、大型液氮直冷系統等全鏈條關鍵技術的自主研究提供了重要經驗。
