発売されたばかりの超高感度暗黒物質検出器

LUX-ZEPLIN（LZ）実験チームは、本日、最初の科学試験の結果を発表しました。 この実験は世界で最も感度の高い暗黒物質検出器であり、この最初の実行では暗黒物質は検出されませんでしたが、チームは実験が期待どおりに機能することを確認しました。

LZ実験検出器は、それぞれ高さ1.5 m、幅1.5 mの液体キセノンの入れ子になったタンクで構成され、南下に埋められていました。 ダコタ。 宇宙を通過する暗黒物質の粒子が最終的にキセノン原子の1つで跳ね返り、実験によって記録されたフラッシュで電子が落下するという考えです。 タンクは、バックグラウンドノイズの量を減らすために、地下約1マイルに埋められました。 本日の発表は、12月25日から5月12日までの60日間のデータ収集の後に行われます。

カリフォルニア大学サンタバーバラ校の物理学者であるヒュー・リッピンコットは、次のように述べています。今日の記者会見でのLZチームのメンバー。鉛から1000万光年以内の暗黒物質であり、その光年の終わりに1回の相互作用しか期待していません。」

暗黒物質は、宇宙の約27％を占めると思われる未知のものの総称です。 それは通常の物質とはめったに相互作用しないので、私たちにとってはその「闇​​」です。 しかし、それが存在することはわかっています。なぜなら、それは直接検出されないものの、宇宙のスケールで見ることができる重力効果を持っているからです。 （NASAはよく理解されている ここに。）

暗黒物質の候補はたくさんあります。 1つはWIMP、または弱く相互作用する巨大粒子です。 他とは異なり 軸や暗黒光子などの暗黒物質の仮説は非常に小さく散乱しているため、波のように振る舞う可能性があります。WIMPには質量がありますが、通常の物質と相互作用することはめったにありません。 したがって、それを発見するには、進行中の他のすべての物理学をほとんどミュートするデバイスが必要です。

LZは非常に感度が高いため、このような一時的でまれな相互作用を検出するのに適しています。 Sanford Underground Research Facilityによると、この実験は、その前身である大規模な地下キセノン実験の30倍の大きさで、100倍の感度があります。 リリース。 リッピンコット氏は、LZは「効果的なタマネギ」であり、実験の各層は、WIMPとの潜在的な相互作用を隠す可能性のあるノイズから絶縁されていると述べました。

バークレー研究所の物理学者でLZチームのメンバーであるアーロンマナリシは、次のように述べています。 プレスリリース。 「私たちが数ヶ月間それを実行していて、COVID制限の間にそれを実行していることを考えると、私たちがそのような重要な結果をもたらしたことは本当に印象的です。」

60日間のLZ実験で行われた多くの発見のうち、335は有望であるように見えましたが、WIMPであることが判明したものはありませんでした。 それはWIMPが存在しないということではありませんが、それは論争の広い範囲を排除します。 （これは暗黒物質検出器が行うことの要点です：少しずつ、それらは粒子の質量を除外します 私はできません されています。） 最近、何人かの物理学者がギズモードに語った 彼らは、素粒子物理学における次の大きな発見は、LZのような暗黒物質検出器から来ると考えています。

この科学的なレースは、1、000日のタイムラインになると予想されるものから始まりました。 最終ラウンドもブラインドされていないため、チームLZはテクノロジーの動作を監視できます。 それは期待どおりに機能していたので、次の科学的な実行では、その結果が「塩漬け」または偽の信号で覆われることになります。 バイアスの緩和。

今後数年間で20倍以上のデータが収集されるため、おそらくWimpyWIMPは最終的にその存在の音楽に直面する必要があります。 それからまた、彼らはまったくそこにいなかったかもしれません。 見るまでわかりません。

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