LZ實(shí)驗(yàn)探測(cè)裝置建在斯坦福大學(xué)地下研究設(shè)施中。
LZ設(shè)計(jì)原理是，當(dāng)暗物質(zhì)粒子與液氙原子碰撞時(shí)，液氙腔內(nèi)的電子會(huì)向頂部飄移，迅速產(chǎn)生閃光。這些攜帶暗物質(zhì)粒子信號(hào)的光脈沖，會(huì)被排列在大型容器內(nèi)的500個(gè)光擴(kuò)增管捕獲。
今日視點(diǎn)
號(hào)稱在世界三大直接探測(cè)暗物質(zhì)粒子實(shí)驗(yàn)中靈敏度最高，有望最先捕獲暗物質(zhì)中弱相互作用重粒子（WIMPs）的美國(guó)LUX-ZEPLIN（LZ）實(shí)驗(yàn)近日宣布重大進(jìn)展：該項(xiàng)目順利通過(guò)美國(guó)能源部（DOE）第三階段評(píng)審，現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)方案被確定為最終版本，并正式開始建造工作。
暗物質(zhì)在宇宙成分中占比高達(dá)85%，提出至今已有80年之久，但現(xiàn)有證據(jù)完全基于引力測(cè)量等間接觀測(cè)，還沒(méi)有獲得直接觀測(cè)的第一手資料，因此其粒子特性仍保持神秘。歐洲、中國(guó)和美國(guó)已開始布局下一代暗物質(zhì)直接探測(cè)實(shí)驗(yàn)，在這一基礎(chǔ)物理研究最前沿領(lǐng)域展開良性競(jìng)爭(zhēng)，希望奪得“第一”的寶座。
LZ這次加快進(jìn)程，力爭(zhēng)2020年4月前完工并投入使用，勢(shì)必會(huì)讓美國(guó)在競(jìng)爭(zhēng)中更具優(yōu)勢(shì)。
LZ實(shí)驗(yàn)誕生始末
LZ實(shí)驗(yàn)由美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)管理，選址建在斯坦福大學(xué)地下研究設(shè)施（SURF）中，探測(cè)裝置將被放置在地下約1609米深處，除主要探測(cè)WIMPs，也將捎帶對(duì)軸子和中微子等展開探測(cè)。
2012年國(guó)際團(tuán)隊(duì)提出，將大型地下氙（LUX）項(xiàng)目和液態(tài)惰性氣體閃光實(shí)驗(yàn)（ZEPLIN）合二為一，組建世界上直接探測(cè)WIMPs最靈敏的LZ項(xiàng)目。2015年上半年，LZ通過(guò)第一階段評(píng)估，被確定為能源部官方項(xiàng)目，并隨后出臺(tái)這一階段的概念設(shè)計(jì)報(bào)告；2016年8月，LZ通過(guò)第二階段審議，望遠(yuǎn)鏡、制造成本和時(shí)間表等關(guān)鍵議題均最終敲定；而在這次第三階段評(píng)審會(huì)上，能源部正式批準(zhǔn)了最后設(shè)計(jì)方案，來(lái)自美國(guó)、英國(guó)、葡萄牙、俄羅斯和韓國(guó)等國(guó)37個(gè)研究機(jī)構(gòu)的近220位科學(xué)家和工程師將展開合作，用7噸液氙探測(cè)銀河系暗物質(zhì)與普通物質(zhì)間的弱相互作用。
LZ設(shè)計(jì)原理是，當(dāng)暗物質(zhì)粒子與液氙原子碰撞時(shí)，液氙腔內(nèi)的電子會(huì)向頂部飄移，迅速產(chǎn)生閃光。這些攜帶暗物質(zhì)粒子信號(hào)的光脈沖，會(huì)被排列在大型容器內(nèi)的500個(gè)光擴(kuò)增管捕獲。
