北京時間11月23日消息，據(jù)國外媒體報道，科學(xué)家們正計劃在美國南達(dá)科他州一座廢棄的金礦內(nèi)開展暗物質(zhì)的探測。近期他們表示這項構(gòu)思精妙的實驗項目已經(jīng)接近準(zhǔn)備就緒，預(yù)計明年2月份便可以開始投入觀測工作。
這項被認(rèn)為是全世界迄今靈敏度最高的暗物質(zhì)探測實驗被安排在距離地表下方將近1英里的深處，位于一個灌滿7萬加侖(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，從而提升對潛在暗物質(zhì)粒子的探測靈敏度。科學(xué)家們周一表示，如果一切順利的話，該項實驗獲得的結(jié)果或?qū)椭獯痖L期以來困擾人們的有關(guān)宇宙及其起源的謎團(tuán)。
哈利·尼爾森(Harry Nelson)是美國加州大學(xué)生芭芭拉分校的一位物理學(xué)教授，同時也是這項被稱作“大型地下氙實驗”(LUX)的項目的首席科學(xué)家。他說：“我們可能會有令人興奮的發(fā)現(xiàn)。我們所在的這一領(lǐng)域的一項殘酷現(xiàn)實便是做什么都很貴，因此我們只能選擇做那些我們認(rèn)為是最為重要的實驗。”
此次進(jìn)行的這項實驗同樣不便宜，其耗資高達(dá)1000萬美元。但是就和今年早些時候在瑞士的科學(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震動整個科學(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際探測到它們。整個宇宙中常規(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，這是另外一個巨大的謎團(tuán)。
在南達(dá)科他州開展的這項研究工作可以追溯到2003年，當(dāng)時科學(xué)家們在這里的Homestake金礦開展的實驗取得了很好的成果。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)費籌措和謀劃之后，LUX探測器被送進(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。這里是一個廢棄的礦井，1876年淘金熱時這里曾經(jīng)是礦工們通行的巷道。工作人員們花費兩天時間才將這座電話亭般大小的探測器安放到位。在這里，探測器被進(jìn)一步和宇宙射線隔絕開來。它被置入一個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實驗項目上工作超過5年時間。他說：“建設(shè)的階段已經(jīng)接近尾聲，現(xiàn)在開始進(jìn)入調(diào)試階段，這就意味著我們開始在地下對系統(tǒng)進(jìn)行操作了。”
這個地下儲水池尺寸巨大，高20英尺(約合6.1米)，直徑25英尺(約合7.6米)。將精密的探測器緩緩的降至水池底部的過程花費了整整兩個月的時間�？茖W(xué)家們目前正在努力完成最后的管路鋪設(shè)工作，以便讓探測器中的氙保持盡可能高的純度。在探測器內(nèi)部充滿了液態(tài)的和氣態(tài)的氙，這些氙會被不斷地進(jìn)行循環(huán)，并通過一臺凈化器進(jìn)行凈化，非常像病人進(jìn)行血液透析治療的過程�？茖W(xué)家們這樣做是為了盡最大可能消除氙中的雜質(zhì)以便提升探測精度。
尼爾森介紹說，去除水和氙中的雜質(zhì)可以幫助排除可能造成假警報的干擾信號源。從而提升對暗物質(zhì)探測的靈敏度。他將這一實驗比作夏洛克·福爾摩斯的破案方法——排除已知，尋求未知。他說：“一旦開始取得數(shù)據(jù)，我們還將需要一到兩個月的時間才能將探測器的精度提升至‘最靈敏’級別。”在那之后，科學(xué)家們期盼著能開始看到一些他們最希望看到的東西：某些未知的東西。