2014年11月11日,,由清華大學(xué)主導(dǎo),,四川大學(xué)、南開大學(xué),、中國(guó)原子能科學(xué)研究院和雅礱江流域水電開發(fā)有限公司等單位共同參與的中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)(China Dark matter Experiment,,CDEX)合作組最新的研究成果在國(guó)際著名科學(xué)雜志《物理評(píng)論D》“快報(bào)”欄目發(fā)表。這項(xiàng)研究成果獲得了點(diǎn)電極高純鍺探測(cè)器在10GeV以下能區(qū)里最靈敏的暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,,利用相同的探測(cè)技術(shù)確定性地排除了美國(guó)CoGeNT實(shí)驗(yàn)組幾年前給出的暗物質(zhì)存在區(qū)域,,為更好地理解過去多年國(guó)際上多個(gè)實(shí)驗(yàn)組發(fā)布的相互矛盾的暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了更新的、靈敏度更高的實(shí)驗(yàn)證據(jù),。
暗物質(zhì)是指不發(fā)射任何光及電磁輻射的物質(zhì),,目前只能通過引力產(chǎn)生的效應(yīng)得知其存在。暗物質(zhì)研究是當(dāng)前粒子物理學(xué),、天體物理學(xué)研究領(lǐng)域中最前沿,、最基礎(chǔ)、最重要的研究課題之一,,其研究成果將帶來人類認(rèn)識(shí)宇宙的重大飛躍,,有可能導(dǎo)致新的物理學(xué)革命,極大地改變?nèi)祟悓?duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí),?;谇迦A大學(xué)的前期研究基礎(chǔ)并得益于世界最深的地下實(shí)驗(yàn)室——中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室的建成,,2009年,清華大學(xué)聯(lián)合四川大學(xué),、南開大學(xué),、中國(guó)原子能科學(xué)研究院和雅礱江流域水電開發(fā)有限公司等單位正式建立中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組(CDEX合作組),開始在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室開展暗物質(zhì)研究,。
2013年,,CDEX合作組在《物理評(píng)論D》上發(fā)表首個(gè)研究成果,這是我國(guó)首個(gè)自主開展暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究的物理結(jié)果,,其成果在低能區(qū)達(dá)到了國(guó)際一流水平,,確立了CDEX合作組在國(guó)際暗物質(zhì)探測(cè)領(lǐng)域內(nèi)第一陣營(yíng)的地位。隨后,,CDEX合作組在2013年研究的基礎(chǔ)上,,采用了超低本底碘化鈉反符合系統(tǒng),并創(chuàng)新發(fā)展了新的本底甄別方法,,開展暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行,,利用這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了新的物理結(jié)果,。此次發(fā)表的研究成果把暗物質(zhì)探測(cè)靈敏度在2013年實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上提升了大約10倍,,在與美國(guó)CoGeNT實(shí)驗(yàn)組相同的探測(cè)原理下,,完全排除了該實(shí)驗(yàn)組過去多年來一直宣稱的在輕質(zhì)量暗物質(zhì)區(qū)域發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)存在的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,是具有國(guó)際先進(jìn)水平的暗物質(zhì)探測(cè)靈敏度測(cè)量結(jié)果,,對(duì)當(dāng)前暗物質(zhì)理論發(fā)展具有重要意義,。該成果被英國(guó)皇家科學(xué)院院士、歐洲核子中心理論部教授約翰?艾力斯(John Ellis)評(píng)價(jià)為“一個(gè)國(guó)際前沿水平的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,?!?/p>
目前,CDEX合作組已經(jīng)建立起一支包括70多位科學(xué)家的團(tuán)隊(duì),,研究領(lǐng)域涵蓋粒子物理實(shí)驗(yàn),、探測(cè)技術(shù)、電子學(xué),、數(shù)據(jù)獲取,、輻射防護(hù)、低本底測(cè)量,、暗物質(zhì)理論等諸多學(xué)科,,并與臺(tái)灣“中研院”物理研究所、韓國(guó)首爾大學(xué),、德國(guó)慕尼黑馬普物理研究所等多個(gè)單位合作,,匯集國(guó)內(nèi)外的著名高校和研究所共同開展研究。CDEX合作組首席科學(xué)家、清華大學(xué)工程物理系康克軍教授說:“未來幾年,,CDEX合作組將利用自主研制的高純鍺探測(cè)器建設(shè)10-100公斤量級(jí)的高純鍺陣列探測(cè)器系統(tǒng),,為最終建立噸量級(jí)高純鍺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。最終目標(biāo)是利用噸量級(jí)高純鍺陣列系統(tǒng),,開展包括暗物質(zhì)直接探測(cè)和雙貝塔衰變等的多物理目標(biāo)的大型低本底實(shí)驗(yàn)裝置,。”