北京時(shí)間11月23日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，科學(xué)家們正計(jì)劃在美國(guó)南達(dá)科他州一座廢棄的金礦內(nèi)開(kāi)展暗物質(zhì)的探測(cè)。近期他們表示這項(xiàng)構(gòu)思精妙的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)接近準(zhǔn)備就緒，預(yù)計(jì)明年2月份便可以開(kāi)始投入觀測(cè)工作。
這項(xiàng)被認(rèn)為是全世界迄今靈敏度最高的暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)被安排在距離地表下方將近1英里的深處，位于一個(gè)灌滿7萬(wàn)加侖(約合264立方米)水的水池之中。這樣做是為了最大限度的將可能造成干擾的宇宙射線粒子屏蔽在外，從而提升對(duì)潛在暗物質(zhì)粒子的探測(cè)靈敏度。科學(xué)家們周一表示，如果一切順利的話，該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果或?qū)椭獯痖L(zhǎng)期以來(lái)困擾人們的有關(guān)宇宙及其起源的謎團(tuán)。
哈利·尼爾森(Harry Nelson)是美國(guó)加州大學(xué)生芭芭拉分校的一位物理學(xué)教授，同時(shí)也是這項(xiàng)被稱作“大型地下氙實(shí)驗(yàn)”(LUX)的項(xiàng)目的首席科學(xué)家。他說(shuō)：“我們可能會(huì)有令人興奮的發(fā)現(xiàn)。我們所在的這一領(lǐng)域的一項(xiàng)殘酷現(xiàn)實(shí)便是做什么都很貴，因此我們只能選擇做那些我們認(rèn)為是最為重要的實(shí)驗(yàn)。”
此次進(jìn)行的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)同樣不便宜，其耗資高達(dá)1000萬(wàn)美元。但是就和今年早些時(shí)候在瑞士的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)有“上帝粒子”之稱的希格斯玻色子一樣，發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)粒子的消息同樣將會(huì)震動(dòng)整個(gè)科學(xué)界。
由于它們具有引力效應(yīng)，科學(xué)家們得以知道暗物質(zhì)的存在。然而和傳統(tǒng)意義上的物質(zhì)或反物質(zhì)不同，到目前為止人們還未能實(shí)際探測(cè)到它們。整個(gè)宇宙中常規(guī)物質(zhì)大約僅占到4%左右，暗物質(zhì)則占了宇宙組成的大約25%。宇宙中剩余的大部分空缺由暗能量填充，這是另外一個(gè)巨大的謎團(tuán)。
在南達(dá)科他州開(kāi)展的這項(xiàng)研究工作可以追溯到2003年，當(dāng)時(shí)科學(xué)家們?cè)谶@里的Homestake金礦開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)取得了很好的成果。科學(xué)家們隨后提出了需求，終于在今年7月份，在多年的經(jīng)費(fèi)籌措和謀劃之后，LUX探測(cè)器被送進(jìn)了這里的“斯坦福地下研究設(shè)施”，這一研究站位于地下4850英尺(約合1478米)深處。這里是一個(gè)廢棄的礦井，1876年淘金熱時(shí)這里曾經(jīng)是礦工們通行的巷道。工作人員們花費(fèi)兩天時(shí)間才將這座電話亭般大小的探測(cè)器安放到位。在這里，探測(cè)器被進(jìn)一步和宇宙射線隔絕開(kāi)來(lái)。它被置入一個(gè)大型超潔凈水池之中。
杰里米·莫克(Jeremy Mock)是加州大學(xué)戴維斯分校的一名研究生，他已經(jīng)在LUX實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上工作超過(guò)5年時(shí)間。他說(shuō)：“建設(shè)的階段已經(jīng)接近尾聲，現(xiàn)在開(kāi)始進(jìn)入調(diào)試階段，這就意味著我們開(kāi)始在地下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作了。”
這個(gè)地下儲(chǔ)水池尺寸巨大，高20英尺(約合6.1米)，直徑25英尺(約合7.6米)。將精密的探測(cè)器緩緩的降至水池底部的過(guò)程花費(fèi)了整整兩個(gè)月的時(shí)間。科學(xué)家們目前正在努力完成最后的管路鋪設(shè)工作，以便讓探測(cè)器中的氙保持盡可能高的純度。在探測(cè)器內(nèi)部充滿了液態(tài)的和氣態(tài)的氙，這些氙會(huì)被不斷地進(jìn)行循環(huán)，并通過(guò)一臺(tái)凈化器進(jìn)行凈化，非常像病人進(jìn)行血液透析治療的過(guò)程。科學(xué)家們這樣做是為了盡最大可能消除氙中的雜質(zhì)以便提升探測(cè)精度。
尼爾森介紹說(shuō)，去除水和氙中的雜質(zhì)可以幫助排除可能造成假警報(bào)的干擾信號(hào)源。從而提升對(duì)暗物質(zhì)探測(cè)的靈敏度。他將這一實(shí)驗(yàn)比作夏洛克·福爾摩斯的破案方法——排除已知，尋求未知。他說(shuō)：“一旦開(kāi)始取得數(shù)據(jù)，我們還將需要一到兩個(gè)月的時(shí)間才能將探測(cè)器的精度提升至‘最靈敏’級(jí)別。”在那之后，科學(xué)家們期盼著能開(kāi)始看到一些他們最希望看到的東西：某些未知的東西。