一公斤氙原子3.3万天未与暗物质粒子发生碰撞

　　暗物质不发光，也不发射电磁辐射，肉眼看不见，却代表了宇宙中约85%的物质含量，而科学界追寻“宇宙幽灵”始终不得踪迹。记者22日从上海交通大学获悉：北京时间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。

　　据悉，PandaX暗物质实验是由国内多个合作单位参与的首个大型液氙暗物质地下直接探测实验。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个新型三英寸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，为暗物质理论研究提供了非常重要的信息。

　　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。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，高效地进行甄别和排除，显示出PandaX探测器在暗物质探测方面巨大的优越性。

　　此外，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”。据悉，PandaX所用的500公斤级探测器是全世界运行中最大的暗物质探测器，灵敏度也最高。在该实验首个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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