中国公布世界最大暗物质实验结果:暂未发现

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 22:33:57


原标题:上海交通大学公布世界最大暗物质实验二期首个结果

2016年7月21日晚,上海交通大学鸿文讲席教授、中国锦屏地下实验室PandaX(熊猫计划)实验负责人季向东博士在英国举行的两年一度的国际暗物质大会上正式公布了PandaX二期500公斤级液氙暗物质探测器运行的第一个物理结果,在3.3万公斤/天的曝光量下,未发现暗物质粒子踪迹,对可能的暗物质候选对象得出了最新的限制。这一探测的灵敏度处于当前世界最高水平。



PandaX暗物质实验是由上海交通大学牵头,国内多个合作单位包括北京大学、山东大学、中科院上海应用物理研究所、中山大学、中国科学技术大学、中国原子能科学研究院和雅砻江流域水电开发有限公司等参与的首个大型液氙暗物质地下直接探测实验。美国马里兰大学和密西根大学的科学家也参加了这个实验。

实验合作组由从马里兰大学回国的上海交通大学国家千人计划专家季向东教授在2009年组建和领导。实验室建在由清华大学和雅砻江流域水电开发有限公司开发的锦屏深地实验室之中。



根据最新天文学和宇宙学的研究,暗物质代表了宇宙中约85%的物质含量。但是,由于与普通物质没有直接电磁相互作用,所以暗物质不发光,类似于“幽灵”,无法用通常的办法看到。



科学家们普遍认为,暗物质粒子与普通物质之间极有可能存在一种微弱的相互作用。这个作用能使物理学家通过卫星上的探测器,如中国最近发射的“悟空”,或是发现上帝粒子的欧洲核子中心大强子对撞机,或是类似PandaX的深地暗物质探测器来寻找暗物质。但这个作用太过微弱,暗物质粒子可以轻松穿过地球,这使探测起来异常困难。



PandaX实验用氙原子作为探测靶子,采取“守株待兔”的方式,探测弥散在地球周围的成千上万亿的暗物质粒子可能碰撞到氙原子上而发生的微弱信号。碰撞会转化为氙原子的反冲能,在探测器中发光、发电。光和电信号都可以通过灵敏的光电管作为“事件”记录下来。PandaX实验首次采用了110个新型三英吋的光电倍增管来进行记录。

最新结果相当于3.3万公斤的氙原子在一天时间内没有和这些暗物质粒子发生过一次碰撞,或者一公斤的氙原子在3.3万天里没有发生过一次碰撞。这对可能的暗物质粒子作出前所未有的实验限制。而这些限制使暗物质粒子的“性质”越来越明确,这对暗物质理论研究提供了非常重要的信息。事实上,过去的暗物质探测结果已经排除了多种暗物质理论,而最流行的超对称暗物质理论也已受到越来越强的约束。



这种探测实验最困难的地方是探测器中可能存在多种外来干扰,这些干扰也会产生光电信号。即使把实验室建在2400米深的山体下,用上百吨的高纯材料把探测器层层包围起来(这些对暗物质探测毫无影响),在从2016年3月到6月底近100天的运行中,PandaX探测器记录了约3千万次的事件。

这些事件可以高效地通过计算机数据处理的办法,进行甄别,一一排除。最后剩下的可疑事件只有一个,该事件发生在北京时间2016年6月11号3点3分6秒。通过细致分析,这个事件来源于探测材料的放射性,而不是暗物质。能这样很干净地排除本底干扰显示出PandaX探测器在暗物质探测方面巨大的优越性。



负责实验数据分析的上海交通大学特聘教授刘江来表示,这次数据分析挑战性最高的地方在于利用一个全新的探测器对所有探测到的事件进行“模式识别”,用前所未有的精度来甄别暗物质信号和背景“噪声”。由于国际竞争的紧迫性,在PandaX的分析团队放弃了所有周末休息时间,每天花十四小时以上分析和讨论,在极短时间内完成了数据分析工作。



PandaX所用的500公斤级探测器是PandaX合作组自主研发的,在上海交通大学实验室里建造,可以对一个光子或一个电子进行灵敏探测。这是全世界运行中最大的暗物质探测器,灵敏度也最高。在该首个100天的运行后,PandaX合作组正继续采集数据进行更高灵敏度的探测,将在今后一个时期内领先世界探测水平。



PandaX实验所在的四川锦屏山是个人迹罕至的地方。实验室在17公里隧道的中央,在现场参与实验工作的生活条件比较艰苦。PandaX合作组成员从2012年起有多位成员常年在该实验室工作,包括春节和其它节假日。

负责二期实验运行的博士生谈安迪在锦屏连续工作三百多天,他表示,“经历诸多挫折与内心的煎熬,最终攻克探测器研发与运行中遇到的各种问题,达到世界领先的灵敏度,心中是满满的幸福。对于一个科研工作者来说,还有什么比像这样站在人类对自然认知的边缘再往外迈出一小步来的令人振奋。“谈安迪在这个国际大会上报告了实验数据详细分析的过程。



中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所原所长、科技部十三五重大项目组组长陈和生表示,PandaX二期实验的最新结果表明,中国深地暗物质探测实验已经处于国际领先水平。

中国科学院院士、中国科技大学教授、著名高能物理实验学家赵政国表示,PandaX二期暗物质实验是国际当前运行中最大规模的实验。在这个国际竞争如此激烈的领域,他们利用短短100天的数据便得到了国际领先的对暗物质和普通物质作用的上限,难能可贵,可喜可贺!这个结果表明,中国的科学家在探索宇宙、探索自然的最尖端领域,在中国本土也可以做出国际领先的成就。



参加国际暗物质大会的科学家对PandaX实验组的结果反应非常热烈,纷纷表示祝贺。美国能源部主持暗物质项目的官员Salamon博士表示对PandaX的结果令人震惊(stunning)。著名的法国原子能院实验学家Giomataris博士表示PandaX的结果非常引人注目(impressive)。国际XENON合作组成员、荷兰国家实验室的Tiseni博士表示这次会议的“明星”是PandaX实验。



PandaX实验受到教育部、上海交通大学、中国锦屏地下实验室以及其他合作单位的大力支持。科技部、中国自然科学基金委,以及上海市科委和香港鸿文基金会都对PandaX项目有重要资助。

http://news.qq.com/a/20160723/016291.htm

原标题:上海交通大学公布世界最大暗物质实验二期首个结果

2016年7月21日晚,上海交通大学鸿文讲席教授、中国锦屏地下实验室PandaX(熊猫计划)实验负责人季向东博士在英国举行的两年一度的国际暗物质大会上正式公布了PandaX二期500公斤级液氙暗物质探测器运行的第一个物理结果,在3.3万公斤/天的曝光量下,未发现暗物质粒子踪迹,对可能的暗物质候选对象得出了最新的限制。这一探测的灵敏度处于当前世界最高水平。

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2016-7-23 17:49 上传



PandaX暗物质实验是由上海交通大学牵头,国内多个合作单位包括北京大学、山东大学、中科院上海应用物理研究所、中山大学、中国科学技术大学、中国原子能科学研究院和雅砻江流域水电开发有限公司等参与的首个大型液氙暗物质地下直接探测实验。美国马里兰大学和密西根大学的科学家也参加了这个实验。

实验合作组由从马里兰大学回国的上海交通大学国家千人计划专家季向东教授在2009年组建和领导。实验室建在由清华大学和雅砻江流域水电开发有限公司开发的锦屏深地实验室之中。

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根据最新天文学和宇宙学的研究,暗物质代表了宇宙中约85%的物质含量。但是,由于与普通物质没有直接电磁相互作用,所以暗物质不发光,类似于“幽灵”,无法用通常的办法看到。

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科学家们普遍认为,暗物质粒子与普通物质之间极有可能存在一种微弱的相互作用。这个作用能使物理学家通过卫星上的探测器,如中国最近发射的“悟空”,或是发现上帝粒子的欧洲核子中心大强子对撞机,或是类似PandaX的深地暗物质探测器来寻找暗物质。但这个作用太过微弱,暗物质粒子可以轻松穿过地球,这使探测起来异常困难。

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2016-7-23 17:49 上传



PandaX实验用氙原子作为探测靶子,采取“守株待兔”的方式,探测弥散在地球周围的成千上万亿的暗物质粒子可能碰撞到氙原子上而发生的微弱信号。碰撞会转化为氙原子的反冲能,在探测器中发光、发电。光和电信号都可以通过灵敏的光电管作为“事件”记录下来。PandaX实验首次采用了110个新型三英吋的光电倍增管来进行记录。

最新结果相当于3.3万公斤的氙原子在一天时间内没有和这些暗物质粒子发生过一次碰撞,或者一公斤的氙原子在3.3万天里没有发生过一次碰撞。这对可能的暗物质粒子作出前所未有的实验限制。而这些限制使暗物质粒子的“性质”越来越明确,这对暗物质理论研究提供了非常重要的信息。事实上,过去的暗物质探测结果已经排除了多种暗物质理论,而最流行的超对称暗物质理论也已受到越来越强的约束。

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这种探测实验最困难的地方是探测器中可能存在多种外来干扰,这些干扰也会产生光电信号。即使把实验室建在2400米深的山体下,用上百吨的高纯材料把探测器层层包围起来(这些对暗物质探测毫无影响),在从2016年3月到6月底近100天的运行中,PandaX探测器记录了约3千万次的事件。

这些事件可以高效地通过计算机数据处理的办法,进行甄别,一一排除。最后剩下的可疑事件只有一个,该事件发生在北京时间2016年6月11号3点3分6秒。通过细致分析,这个事件来源于探测材料的放射性,而不是暗物质。能这样很干净地排除本底干扰显示出PandaX探测器在暗物质探测方面巨大的优越性。

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负责实验数据分析的上海交通大学特聘教授刘江来表示,这次数据分析挑战性最高的地方在于利用一个全新的探测器对所有探测到的事件进行“模式识别”,用前所未有的精度来甄别暗物质信号和背景“噪声”。由于国际竞争的紧迫性,在PandaX的分析团队放弃了所有周末休息时间,每天花十四小时以上分析和讨论,在极短时间内完成了数据分析工作。

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PandaX所用的500公斤级探测器是PandaX合作组自主研发的,在上海交通大学实验室里建造,可以对一个光子或一个电子进行灵敏探测。这是全世界运行中最大的暗物质探测器,灵敏度也最高。在该首个100天的运行后,PandaX合作组正继续采集数据进行更高灵敏度的探测,将在今后一个时期内领先世界探测水平。

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2016-7-23 17:49 上传



PandaX实验所在的四川锦屏山是个人迹罕至的地方。实验室在17公里隧道的中央,在现场参与实验工作的生活条件比较艰苦。PandaX合作组成员从2012年起有多位成员常年在该实验室工作,包括春节和其它节假日。

负责二期实验运行的博士生谈安迪在锦屏连续工作三百多天,他表示,“经历诸多挫折与内心的煎熬,最终攻克探测器研发与运行中遇到的各种问题,达到世界领先的灵敏度,心中是满满的幸福。对于一个科研工作者来说,还有什么比像这样站在人类对自然认知的边缘再往外迈出一小步来的令人振奋。“谈安迪在这个国际大会上报告了实验数据详细分析的过程。

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2016-7-23 17:49 上传



中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所原所长、科技部十三五重大项目组组长陈和生表示,PandaX二期实验的最新结果表明,中国深地暗物质探测实验已经处于国际领先水平。

中国科学院院士、中国科技大学教授、著名高能物理实验学家赵政国表示,PandaX二期暗物质实验是国际当前运行中最大规模的实验。在这个国际竞争如此激烈的领域,他们利用短短100天的数据便得到了国际领先的对暗物质和普通物质作用的上限,难能可贵,可喜可贺!这个结果表明,中国的科学家在探索宇宙、探索自然的最尖端领域,在中国本土也可以做出国际领先的成就。

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2016-7-23 17:49 上传



参加国际暗物质大会的科学家对PandaX实验组的结果反应非常热烈,纷纷表示祝贺。美国能源部主持暗物质项目的官员Salamon博士表示对PandaX的结果令人震惊(stunning)。著名的法国原子能院实验学家Giomataris博士表示PandaX的结果非常引人注目(impressive)。国际XENON合作组成员、荷兰国家实验室的Tiseni博士表示这次会议的“明星”是PandaX实验。

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2016-7-23 17:49 上传



PandaX实验受到教育部、上海交通大学、中国锦屏地下实验室以及其他合作单位的大力支持。科技部、中国自然科学基金委,以及上海市科委和香港鸿文基金会都对PandaX项目有重要资助。

http://news.qq.com/a/20160723/016291.htm
今天听说之前的那个叫LUX的实验其实同一天更新了数据,目前结果比我们的PandaX还要好一些。
他们的实验没有我们的大(250kg氙比我们的500kg氙),但运行的比我们的早,积累的效应算下来还是目前超过我们的。我们的一段时间以后将会是积累的世界上最好的,但是接下来1吨氙的也快要开始测了

从小到大的液氙类的实验Xenon100(100kg顾名思义) LUX(250kg) PandaX(500kg) Xenon1T(1吨顾名思义)



物理结果。大众看的话只需要知道新的最低的红线是我们的就行了

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2016-7-23 18:05 上传


物理结果。大众看的话只需要知道新的最低的红线是我们的就行了
那个确认是引力波的实验,等了有30多年,才得以确定.这个恐怕也要几十年才行.
如果最后证明暗物质不存在,那这堆东西就是废品。在中国建,只有中国才是冤大头吗?
怪味可乐 发表于 2016-7-23 18:12
如果最后证明暗物质不存在,那这堆东西就是废品。在中国建,只有中国才是冤大头吗?
科学,特别是现代的大科学时代,必须有无数次试错,才能找到正确的道路.老想亦步亦趋,就别想超越了.
怪味可乐 发表于 2016-7-23 18:12
如果最后证明暗物质不存在,那这堆东西就是废品。在中国建,只有中国才是冤大头吗?
这,从理论上说比别人更早的知道错误路线为何错误也算是一种优势了。。。
何况这年头科技发展也只能靠项目拉动了
怪味可乐 发表于 2016-7-23 18:12
如果最后证明暗物质不存在,那这堆东西就是废品。在中国建,只有中国才是冤大头吗?
你多不想投入,就想超越?不超越你只能在后面跟着走,到时不要老说别人定规范,你老在圈里转,不是在圈外看了!
如果最后证明暗物质不存在,那这堆东西就是废品。在中国建,只有中国才是冤大头吗?
证明不存在这已经是很大的成果了呀
兔子在在暗物质探测上舍得出钱,这是好事。
另:暗物质的比例没85%吧
看看年底“悟空”探测的结果了。


还有那颗卫星,“悟空”,上去以后一点动静都没有了,估计也是没戏

还有那颗卫星,“悟空”,上去以后一点动静都没有了,估计也是没戏
也许是探测器灵敏度不够,也许是理论和模型就有问题。
美国LUX也刚公布了一样的结果
美国佬下一波直接上10t液氙,真是顽强啊……
这东西存在是肯定的,是什么东西,就不知道了,作用太弱了,会不会像黑洞内的世界一样,只与明物质存在引力作用?
总觉得暗物质这个理论是走了弯路了
水多湿身 发表于 2016-7-23 20:12
兔子在在暗物质探测上舍得出钱,这是好事。
另:暗物质的比例没85%吧
只是“物质”,不包括暗能量等等。其实我看到这儿也反应了一下
很不容易!继续努力!
总觉得暗物质这个理论是走了弯路了
暗物质是先发现异常然后去猜想一个解释

这可能成功,像当年猜想在天王星,海王星位置有大行星

有可能失败,比如猜测的海外行星位置只发现了冥王星这个矮行星
知道“以太”的典故吧?不管是发现还是证明没有,都是科学的巨大成就
怪味可乐 发表于 2016-7-23 18:12
如果最后证明暗物质不存在,那这堆东西就是废品。在中国建,只有中国才是冤大头吗?
如果能确切的证明暗物质不存在就意味着广义相对论有问题,可以说这个意义比找到暗物质还要大~
现实世界的人,用现实世界的耳目,通过现实世界的设备,从现实世界直接观察数学世界的“暗物质”、“暗能量”,不是不可能,但是需要时间
一一150亿年×n倍
其中n是1后面跟数十亿个零!

enroger 发表于 2016-7-24 01:44
如果能确切的证明暗物质不存在就意味着广义相对论有问题,可以说这个意义比找到暗物质还要大~


不要为BigBomb绑架广义相对论!

广相没错,
只是制造BigBomb的人恶意误用个相!
enroger 发表于 2016-7-24 01:44
如果能确切的证明暗物质不存在就意味着广义相对论有问题,可以说这个意义比找到暗物质还要大~


不要为BigBomb绑架广义相对论!

广相没错,
只是制造BigBomb的人恶意误用个相!
H2SamHon 发表于 2016-7-24 02:02
不要为BigBom绑架广义相对论!

广相没错,
BigBom是啥?

enroger 发表于 2016-7-24 02:05
BigBom是啥?


引发BigBang的推手
(BigBomb)
enroger 发表于 2016-7-24 02:05
BigBom是啥?


引发BigBang的推手
(BigBomb)
H2SamHon 发表于 2016-7-24 02:08
引发BigBang的推手
(BigBomb)
好吧~不知道大爆炸和正在的讨论的暗物质有什么关系?不过大爆炸的“推动力”是所谓的暗能量,和暗物质是两码事~
xsx 发表于 2016-7-24 01:42
知道“以太”的典故吧?不管是发现还是证明没有,都是科学的巨大成就
以太被证实不存在 直接带动新的学说和气体分子的发现
如果最后证明暗物质不存在,那这堆东西就是废品。在中国建,只有中国才是冤大头吗?
即使证明暗物质不存在,这些探测器也可以用于其他地方。没文化真可怕
暗物质理论和火素理论一样。有些东西可能并不是那么神秘。只是还没有找到角度而已。
不会是某种高维度投射吧。能证实但不能探测。
怪味可乐 发表于 2016-7-23 18:12
如果最后证明暗物质不存在,那这堆东西就是废品。在中国建,只有中国才是冤大头吗?

正好说反了
如果证明存在,成就还要和提出暗物质的人分担
如果证明不存在,成就完全在证明不存在的一方
只是“物质”,不包括暗能量等等。其实我看到这儿也反应了一下
暗物质也不能触摸到吗?
教主真身 发表于 2016-7-23 23:55
总觉得暗物质这个理论是走了弯路了
那引力波呢?
不会是某种高维度投射吧。能证实但不能探测。
是的,暗物质理论中有一种与弦维理论结合的理论大意是暗物质是更高维度宇宙物质在我们维度宇宙的投射
暗物质也不能触摸到吗?

除了引力外与任何物质不发生反应
排除了很多假想和模型,很有可能暗物质并不存在我们这个宇宙,而是在别的什么地方通过引力作用与我们这个宇宙。。。
是的,暗物质理论中有一种与弦维理论结合的理论大意是暗物质是更高维度宇宙物质在我们维度宇宙的投射
类似于吹气球,气球表面的二维生物能证实有东西让气球膨胀,但无法探测到使气球膨胀的东西。
怪味可乐 发表于 2016-7-23 18:12
如果最后证明暗物质不存在,那这堆东西就是废品。在中国建,只有中国才是冤大头吗?
你这说法不对;那个没找到以太的实验的“那堆东西”,就是废品吗?
除了引力外与任何物质不发生反应

为什么假设它是物质而不是产生引力的暗能量?
水多湿身 发表于 2016-7-24 15:49
为什么假设它是物质而不是产生引力的暗能量?
因为暗物质是随着宇宙膨胀就被稀释,体积加倍的话数密度就减半
暗能量是随膨胀不会被稀释,相当于不断从什么地方找出此能量来填充膨胀出来的体积
tuneiwen 发表于 2016-7-23 20:19
还有那颗卫星,“悟空”,上去以后一点动静都没有了,估计也是没戏
从电磁波理论提出到最终发现电磁波,用了57年。。。