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发布日期:2021年7月10日
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PandaX-4T实验发布首个暗物质搜寻结果

本报讯  7月8日下午4时,在3年一度的马塞尔·格罗斯曼国际广义相对论大会上,中国锦屏地下实验室PandaX实验(“熊猫”实验)发言人刘江来教授公布了PandaX-4T实验的首个暗物质搜寻结果。该结果基于PandaX-4T试运行95天的数据,用0.63吨·年的曝光量,再次刷新了暗物质反应截面的上限。

PandaX力图探测宇宙中神秘的暗物质。根据近百年的天文学和宇宙学观测研究,宇宙中暗物质约占宇宙总质量能量的27%,比已知的普通物质多出5倍!现今科学家们普遍认为,暗物质是一种我们仍然未探测到的超出标准模型的新粒子,它与普通物质之间极有可能存在一种微弱的相互作用,对它的探测有可能打开粒子物理新的篇章。而由于可能存在的反应极其微弱,我们必须使用在极低本底的环境下(深地实验室),利用超高灵敏度的探测器来搜寻这类暗物质“幽灵”。PandaX实验于2009年由季向东教授发起,坐落于四川凉山州的中国锦屏地下实验室(CJPL),实验室由清华大学和雅砻江水电共同开发管理。实验室上方的岩石层厚度达2400米,相比世界同类地下实验室CJPL的埋深最大、宇宙线本底也最低。

PandaX采用二相型氙时间投影室探测器,来探测银河系内的高速运动暗物质粒子与氙核可能发生的碰撞。碰撞产生的电子离子对有一定比例会重新结合放出光子,被探测器中的光电倍增管探测到;另一部分逃逸电子受电场作用漂移到放大气体层被放大并探测到。PandaX系列实验已经在过去完成两代暗物质探测,取得突出的成果。其中PandaX-II一度取得对暗物质粒子国际领先的限制,入选2016年《科技导报》十大科学进展和2017年度美国物理学会亮点。

我校是PandaX合作组主要合作单位之一,核探测与核电子学国家重点实验室的林箐特任教授,在此次PandaX-4T第一次结果分析中做出了重要贡献,提出利用GPU加速的超精细模拟来构建信号及本底响应模型,并在中国科大搭建的GPU服务器上指导学生完成信号及本底响应模型的框架构建,结果灵敏度计算发挥了主要作用。 (物理学院)