В четверг физики в Китае сообщили о последнем результате в поиске частиц темной материи, таинственный материал, сила тяжести которого скрепляет галактики. Исследователи с Частицей и Астрофизическим Ксеноном (PandaX), датчик не определил признака их карьера, который не удивителен, потому что PandaX еще не так чувствителен как датчик, уже бегущий в США, ничего не видевших также.
Однако, открытие известно, потому что датчик PandaX показывает умный дизайн, который мог бы позволить ему соперничать за лидерство чувствительности в следующем году или около этого.Новая работа «очень вероятна», говорит Ричард Гэйтскелл, физик в Университете Брауна и член бригады, работающей с датчиком Большого подземного ксенона (LUX) в Экспериментальной установке Метрополитена Сэнфорда в Лидерстве, Южная Дакота, текущем лидере в чувствительности. Рафаэль Лэнг, физик в Университете Пердью в Уэст-Лафайетте, Индиана, и члене сотрудничества, строящего еще более чувствительный датчик, известный как XENON1T в подземной Бабушке Италии Сэссо Национальная Лаборатория, соглашается. Исследователи PandaX «выполняют в большой работе [наверстывание] и делание чрезвычайно быстрых успехов», говорит он.
Эти датчики стебель гипотетические слабо взаимодействующие крупные частицы или МЕЩАНЕ. Взвешивая некоторых к сотням времен так же как протон, такие частицы взаимодействовали бы с обычным вопросом только через их силу тяжести и чрезвычайно слабую слабую ядерную силу, делая их идеальными кандидатами на темную материю. Наша галактика могла плавать в обширном облаке МЕЩАН.
Физики могли бы обнаружить МЕЩАН в редких случаях, когда каждый подпрыгивает от атомного ядра в изящно чувствительном датчике.Фактически, по нескольким прошлых десятилетий много датчиков сообщили о возможных наблюдениях МЕЩАН в диапазоне малой массы. Но те сигналы обычно не договаривались о точной массе МЕЩАН или силы, с которой они взаимодействуют с обычным вопросом.
И ЛЮКС и XENON100, предшественник к XENON1T, утверждают, что исключили те сигналы.Также – новые данные от PandaX. Как ЛЮКС и КСЕНОНОВЫЕ датчики, PandaX состоит из резервуара холодного жидкого ксенона. Был МЕЩАНИН для врезания в ксеноновое ядро, оно запустит ядром, производя непосредственную вспышку света, который мог быть точно определен фотодатчиками на верху и низе резервуара.
Столкновение также освободило бы электроны от атома ксенона. Они плавали бы к вершине резервуара и в газовый ксенон наверху, где они произведут вторую, подтверждающую вспышку света. За 17 дней взятия данных исследователи PandaX не определили МЕЩАН в своем датчике, содержавшем 120 килограммов жидкого ксенона, 37 из которых служили целевой «основанной на вере» массой, как бригада сообщает в газете в прессе в Science China Physics, Mechanics & Astronomy.Это было бы более удивительно, имел PandaX, замеченный сигнал.
Поэтому ЛЮКС, содержащий 370 килограммов ксенона с основанной на вере массой 118 килограммов, уже исключил МЕЩАН малой массы в прошлом октябре. Однако, результат интригует, потому что он показывает, что бригада PandaX быстро ловит до остальной части мира. Сотрудничество, который теперь числа примерно 40 участников, началось в 2010, когда XENON100 уже бежал, и ЛЮКС разрабатывался. «Мы не начались в основном ни от чего», говорит Сяндун Цзи, физик в Шанхайском университете Цзяотун в Китае и Университете Мэриленда, Колледж-Парк. «У нас не было группы, у нас не было оборудования, у нас ничего не было».Одной вещью, которую они действительно имели, однако, была самая глубокая подземная лаборатория в мире.
Китайская Лаборатория метрополитена JinPing 2 400 метров глубиной была построена всего через 18 месяцев в 2009 и 2010, следующий за шоссе и водными тоннелями через гору с помощью Ertan Hydropower Development Company Ltd.Первый PandaX заканчивается лучшие те из XENON100 с точки зрения чувствительности, говорит Цзи. И исследователи PandaX стремятся брать удар в лидерстве на гонке для обнаружения МЕЩАН.
Их датчик был разработан так, чтобы сделать его больше, они должны только поднять крышку своего цилиндрического резервуара и влить больше жидкого ксенона, объясняет Цзи. Таким образом, исследователи надеются иметь его и бегущий с общей массой 500 килограммов и основанной на вере массой 200 килограммов в начале следующего года. Это могло бы просто дать бригаде PandaX выстрел в ловлю до ЛЮКСА в чувствительности.
И это могло позволить ему вывести результат перед первым результатом XENON1T, который будет иметь общую массу 3 200 килограммов и основанную на вере массу 1 000 килограммов. «У нас есть окно приблизительно года», Цзи оценивает.Лэнг говорит, что он скептичен, что PandaX действительно возьмет на себя инициативу.
Но Гэйтскелл говорит, что думает, что PandaX может быть игроком — если исследователи могут показать, что соответственно калибровали свой датчик и могут управлять им устойчиво в течение сотен дней. «Если они собираются оставить пелотон для отхода, они оказываются перед необходимостью демонстрировать, что они могут крутить педали больше 17 дней».