科學家利用創紀錄靈敏度的新實驗,在尋找暗物質粒子方面取得進展

编辑者: Vera Mo

蘇黎世大學與耶路撒冷希伯來大學聯合領導的國際合作實驗QROCODILE,在尋找輕型暗物質粒子方面達到了創紀錄的靈敏度。該實驗利用接近絕對零度的超導奈米線單光子探測器(SNSPD),能夠偵測到低至0.11電子伏特的極微弱能量釋放,這比先前實驗探測的粒子質量小數千倍。這項突破為探索極輕暗物質粒子開啟了新的維度。

在超過400小時的觀測中,QROCODILE團隊記錄到了一些未能立即歸類的訊號。儘管這些訊號可能源於宇宙射線或背景輻射,但它們已為輕型暗物質粒子與電子及原子核的相互作用設定了新的、更嚴格的限制。這項研究的成果已發表在《物理評論快報》上。

該實驗的一項關鍵優勢在於其潛在的方向性探測能力。隨著地球在銀河系中的運動,暗物質粒子預計會從特定方向更頻繁地抵達。未來透過技術的進一步優化,科學家們將能更精確地區分真實的暗物質訊號與隨機的背景雜訊,這對於最終確認暗物質的存在至關重要。

耶路撒冷希伯來大學物理學家、該項目首席科學家之一的Yonit Hochberg教授表示:「這是我們首次為特別輕的暗物質粒子設定了新的存在限制。這是一個重要的初步步驟,為未來可能實現長期以來期望的直接探測的大型實驗鋪平了道路。」

QROCODILE實驗的下一階段,名為NILE QROCODILE,將進一步提升探測器的靈敏度,並將實驗裝置轉移至地下深處,以獲得更佳的宇宙射線屏蔽。這項研究不僅是物理學界在理解宇宙基本構成要素方面的一大步,也體現了人類對未知領域永不停止的探索精神。

來源

  • Рамблер

  • First Sub-MeV Dark Matter Search with the QROCODILE Experiment Using Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors

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