写于 2017-01-18 03:03:32| 金沙平台| 总汇

低温暗物质搜索(CDMS)实验是自2003年以来一直在寻找暗物质的几个主要国际合作之一

该实验使用非常复杂的探测器技术和先进的分析技术实现低温冷却(几乎绝对零温度在-460华氏度)锗和硅的目标是寻找暗物质粒子的稀有反冲SuperCDMS研究人员首次观察到一种弱相互作用的大质量粒子(WIMP)的具体暗示,粒子物理学家认为是暗物质学院站后面的 - 国际通过在得克萨斯A&M大学制造的探测器来寻找暗物质的合作首次观察到物理学家认为是暗物质背后的粒子,因此近四分之一的宇宙 - 一个WIMP,或者弱点相互作用的大颗粒科学家与国际超低温D涉及得克萨斯A&M高能物理学家Rupak Mahapatra的Ark Matter Search(SuperCDMS)实验报告了一个类似WIMP的3-sigma信号,表明有998%的可能性 - 或者用高能量的说法,暗示了神秘物质的暗示暗物质被认为是将宇宙结合在一起但迄今为止从未被直接观察到“在高能物理学中,发现只能在5-sigma或更好的声称,”Mahapatra说:“所以这当然非常令人兴奋,但不是完全令人信服的标准我们只需要更多的数据来确定现在,我们必须忍受这个令人着迷的暗示我们这个时代最大的难题之一“SuperCDMS研究人员正在宣布他们在全国各地的谈判取得突破性成果,包括今天(4月15日星期一)中午,Mahapatra是合作的首席研究员,也是George P和Cynthia Woods Mitchell基础物理和天文学研究所成员Mahapatra的公开演讲w生活在米切尔研究所内的斯蒂芬W霍金礼堂举行,并通过TTVN现场直播

该合作已在一篇论文中详细介绍了其完整的结果,使用CDMS II的硅探测器进行暗物质搜索结果,发表于arXiv,最终将出现在物理学中评论字母众所周知难以捉摸,WIMP很少与正常物质相互作用,因此很难被发现科学家认为它们偶尔会从原子核反弹或像台球一样散射,留下少量的能量被地下探测器跟踪,欧洲核子研究中心的大型强子对撞机,甚至像太空中的仪器,如安装在国际空间站(ISS)上的阿尔法磁共振仪(AMS),CDMS实验位于明尼苏达州北部Soudan矿的半英里地下,由美国能源部的费米国家加速器实验室管理,一直在寻找自2003年以来的暗物质该实验使用非常复杂的探测器技术和先进的分析技术,实现低温冷却(几乎绝对零温度-460华氏度)锗和硅目标,以寻找暗物质粒子的罕见反冲Mahapatra说最新分析代表从CDMS-II操作期间最大的硅探测器曝光中收集到的综合数据,整个实验的早期阶段涉及来自18个国际机构的50多位科学家“这一结果来自几年前使用斯坦福制造的硅探测器获取的数据现在已经不复存在,“Mahapatra说”对低质量WIMP区域的兴趣增加促使我们完成硅探测器暴露的分析,这对于WIMP质量超过15千兆电子伏特的锗敏感性较低[一个GeVa等于10亿电子伏特,但对低质量更敏感的分析导致了三个事件,估计的背景是07事件“除了大量参与数据分析,Mahapatra说德克萨斯A&M小组对硅探测器进行了关键校准,保证信号看起来一样,无论哪个它可能出现在矿井内的八个探测器 虽然Mahapatra表示蒙特卡罗模拟不能排除统计波动作为背景的原因,但团队认为所说的波动很少会产生类似的能量分布,他们将其解释为WIMP的自旋独立散射

尽管他说结果肯定令人鼓舞,值得进一步调查,他警告说不应该被认为是一个发现“我们只有998%肯定,我们希望确保999999%,”Mahapatra说“在3-sigma,你有一个提示在4-sigma,你有证据在5-sigma,你有一个发现“在医学上,你可以说你正在治愈998%的病例,这没关系当你说你已经做了一个基本的发现高 - 能量物理学,你不能错了鉴于所涉及的金钱 - 在这种情况下3000万美元 - 它必须非常精确有998%的机会,这意味着如果你重复相同的实验几百次,那里它是一个可能出错的机会我们想要百万分之一“使用锗探测器,之前在2010年的合作报告了信号区域中两个事件的检测和09事件的估计背景他们最终得出这些事件更可能归因于表面电子泄漏而非实际核反冲6英寸探测器也在Mahapatra实验室进行测试制造,用于几年内预计的第3代(G3)实验这些新型硅探测器代表世界首创的低温探测技术比SuperCDMS合作最新结果背后的单个硅探测器灵敏30倍在过去四年中,Mahapatra和他的德克萨斯A&M团队 - 其中包括他的物理和天文系研究小组以及合作者Rusty Harris系

电气工程 - 一直在开发更大,更先进的探测器项目的当前阶段,从SuperCDMS到更复杂的GEODM(锗暗物质天文台)实验他们正在开发锗和硅探测器,以创建更大,更好,更便宜的双威胁设备他注意到他的实验室新的6-英寸直径的硅探测器代表了世界上第一个低温探测技术,其灵敏度比最新结果背后的单个硅探测器灵敏约30倍“我们在Texas A&M设立的工业制造和制造工厂使我们能够降低成本从每公斤350,000美元到每公斤约40,000美元,“Mahapatra说”我们还有90%的成功率,而之前的原始硅和锗设备的成功率为20%“Mahapatra表示合作将继续使用该WIMP部门进行调查SuperCDMS Soudan实验使用锗探测器,正在考虑使用硅探测器ctors在未来的实验中合作的工作 - 从CDMS和CDMS-II开始,继续使用SuperCDMS和GEODM - 由美国能源部和国家科学基金会以及加拿大自然科学和工程研究委员会(NSERC)资助“此外如果没有美国能源部的资助和美国能源部的早期职业研究奖,如果没有得克萨斯A&M大学和科学学院的启动支持,以及最大集成产品公司(纳斯达克股票代码:MXIM)大约200万美元的设备,这项工作就不可能完成

在达拉斯,“Mahapatra说:”此外,米切尔研究所为博士后研究员Joel Sander提供资金,他正在率先开发替代的下一代探测器,这种探测器不仅便宜了一个数量级,而且还可以更容易地运行

温度,这是预算的吨级实验的理想选择这笔资金的目标是接受通常做的高风险,高回报的研究没有得到联邦资助机构(如DOE和NSF)的传统资助支持“有关超低温暗物质搜索实验的更多信息,请访问http:// cdmsberkeleyedu /论文:使用CDMS II的硅探测器进行暗物质搜索结果: CDMS II第一次五塔运行的硅探测器结果来源:得克萨斯A&M大学图像:得克萨斯A&M大学

作者:俞幄锂