加拿大地下新实验欲搜寻神秘暗物质

傲世九天

COUPP-60探测器里看到的首个泡沫。这个泡沫是图片左下方一个黑色的半圆。

　　美国太空网报道，近日科学家宣称，目前加拿大安大略湖1.5公里下方的地下实验室正开始新一轮的暗物质搜索，暗物质是一种不可见但是大量存在的宇宙组成物质。这个名为芝加哥地下粒子物理观测站COUPP-60的项目是一个装满纯净水和CF3I——一种灭火器成分的的30公升小泡室。研究人员希望在非常罕见的时刻，也即暗物质与正常物质发生碰撞时，借助暗物质撞击探测器形成的泡沫而间接监测暗物质的存在。

　　暗物质被认为组成了宇宙的1/4，然而我们无法看到或者触摸到它，但可以感受到它的引力——科学家认为暗物质是星系不会彼此远离的原因。暗物质很可能是由一种外来粒子组成，这种粒子很少与普通物质发生碰撞，因此此刻可能有很多暗物质从你身边飞过，穿透你身体内原子之间的空间而不撞击到任何物质。

　　在非常罕见的情况下，暗物质可能会撞击到某样事物，这就是COUPP-60研究人员所希望发生的情形。“我们的目标是使用最敏感的探测器监测我们并不理解的粒子信号。” 美国能源部费米国家加速器实验室的研究人员休·利平科特（Hugh Lippincott）这样说道，他负责带领了安大略湖SNOLAB设施内部探测器的安装。

科学家在SNOLAB内部安装COUPP-60探测器。

　　COUPP-60内部的水都保持沸点以上的温度和压力，尽管要形成泡沫这些材料需要额外的摇摆能量。撞击的暗物质粒子能够提供这样的摇摆，因此小泡室被调整到能够检测到泡沫的形成。

　　由于其它粒子也能撞击探测器内部的原子，这就是为什么它被埋在地下深处以屏蔽所有可能到达它的粒子。它还被淹没在7000加仑（26.5立方米）的水下，后者为它提供了额外的一层防护。然而，还是有些非暗物质的粒子能够穿透进来，但科学家已经有较为成熟的方法筛选虚假的信号。真实的暗物质撞击应该是非常罕见的。

　　“这种事件非常罕见，一年可能就发生几次而已。” 利平科特这样说道。目前该项目已经观察到好几个泡沫，但它们是否是由暗物质引起的，还是某些普通的原因，仍有待科学家的进一步考证。

　　COUPP-60是一组地下暗物质搜寻实验之一；其它的包括意大利XENON暗物质项目；美国南达科塔大型地下氙（LUX）实验和美国明尼苏达州冷冻暗物质搜寻（SuperCDMS）实验。此外在国际空间站还安装有一个名为阿尔法磁谱仪的粒子探测器，希望能够发现这个隐匿的物质。这些实验有的已经进行了好几年，但是没有一个发现了可靠的暗物质信号。探测器正在不断地升级，变得越来越敏感，这或可能在未来改变暗物质搜寻的现状。