PandaX 暗物质探测实验

PandaX是一个位于四川锦屏地下实验室的大型粒子与天体物理稀有事件探测实验装置。PandaX的一期和二期实验利用二相型氙时间投影室技术来直接探测弱相互作用暗物质粒子。PandaX一期实验已经完成,它使用了120 kg氙以检验以往其他实验所发现的疑似信号,其结果在标准假设下否定了这些疑似信号。PandaX二期升级了探测器,使用了500 kg的氙,预期在2015年晚些时候正式开始数据采集以寻找暗物质,将有望拓展暗物质探测的极限。     

直接探测暗物质和中国暗物质实验

The nature of dark matter in our universe is one of the most challenging problems in science today. A most probable class of dark matter is the weakly interacting massive particles (WIMPs), which exhibit a wide range of features. Current experiments searching for dark matter aim for direct detection via the elastic scattering off ordinary matter in terrestrial detectors. This paper will present the main methods, status and roadmap for the direct detection of dark matter. The world's deepest laboratory, China Jinping underground laboratory and its extension, will also be described. Finally, we will give a detailed introduction to the research history, detection technologies, current results, and future prospects of China dark matter experiment (CDEX).     

暗物质的直接实验探测

暗物质研究是21世纪粒子物理、天体物理和宇宙学最重要的前沿科学课题之一.暗物质被天文学中的引力效应所观察到,但对它的存在和认识仍旧是个谜.文章主要论述了对弱作用大质量暗物质粒子(WIMP)直接探测的基本原理、各种直接探测技术、当前的实验进展和发展方向.最后给出了最近的实验物理结果.     

暗物质的直接实验探测

暗物质研究是21世纪粒子物理、天体物理和宇宙学最重要的前沿科学课题之一.暗物质被天文学中的引力效应所观察到,但对它的存在和认识仍旧是个谜.文章主要论述了对弱作用大质量暗物质粒子（WIMP）直接探测的基本原理、各种直接探测技术、当前的实验进展和发展方向.最后给出了最近的实验物理结果.     

直接探测暗物质

“暗物质”这个名字听起来有些神秘(其实还有听起来更神秘的“暗能量”,这超出了本文的范围。暗物质、暗能量并称为漂浮在当代物理学及天文学上空的两朵乌云)。从字面上来看,和暗物质对应的应该是“明物质”吧。虽然还没有人这么叫,但是其实“明物质”是对已知物质形态的一个很简单明了的形容,因为已知物质是由已知的基本粒子——夸克、轻子及其相互作用媒介子(包括光子、胶子、Z⁰、W^±以及尚未发现的引力子)——所构成的,这些基本粒子参与(或部分参与)四大相互作用——万有引力作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用,比如能发光或者发电,或者作用、衰变后的次级粒子能发光发电。光、电即电磁波和电流,实际是从宏观角度上说的,现代的探测器归根到底都是测光信号、电信号以及信号组成的径迹。     

暗物质粒子探测和LHAASO实验

理解我们所生存的宇宙长期以来一直是人们孜孜以求的目标。根据日月星辰的运动,人们从中学会了昼夜交替和季节变化的规律,并将其用于农业生产和历法授时;通过行星的精确运动规律,开普勒总结出了行星运动三大定律并导致了牛顿提出万有引力定律;望远镜的发明极大地拓展了我们的视野,引导我们对宇宙的认识逐步走出太阳系、走出银河系、走向极其深远的宇宙空间。图1形象地展示了我们宇宙宏大、丰富的层次结构以及地球在宇宙中是处于何种微不足道的位置。     

暗物质粒子探测和LHAASO实验

 理解我们所生存的宇宙长期以来一直是人们孜孜以求的目标。根据日月星辰的运动，人们从中学会了昼夜交替和季节变化的规律，并将其用于农业生产和历法授时；通过行星的精确运动规律，开普勒总结出了行星运动三大定律并导致了牛顿提出万有引力定律；望远镜的发明极大地拓展了我们的视野，引导我们对宇宙的认识逐步走出太阳系、走出银河系、走向极其深远的宇宙空间。图1形象地展示了我们宇宙宏大、丰富的层次结构以及地球在宇宙中是处于何种微不足道的位置。     

我国的深地实验室CJPL和CDEX暗物质直接探测实验

暗物质直接探测、无中微子双贝塔衰变（0νββ）、宇宙重核形成等极低本底实验是当今粒子物理学、宇宙学、天体物理学等领域的重大基础前沿课题,研究这些课题具有重要的科学意义。这些极低本底实验的共同特点就是所要探测的物理事例很少,而各类本底事例很多,对实验造成很大困扰。     

暗物质及暗物质粒子探测

文章首先对暗物质的概念作了简单介绍,接着介绍了暗物质的发现过程和暗物质存在的证据等.随后,介绍了目前人们对暗物质粒子基本性质的理解和目前比较流行的暗物质模型,并解释了弱相互作用重粒子(WIMP)为什么获得人们最多的关注.文中还简单介绍了目前探测暗物质粒子的三种实验方法:对撞机探测法、直接探测法和间接探测法.最后,介绍了目前暗物质探测的最新进展,包括来自DAMA,CoGent,PAMELA,ATIC,Fermi等实验的最新结果.     

暗物质及暗物质粒子探测

文章首先对暗物质的概念作了简单介绍,接着介绍了暗物质的发现过程和暗物质存在的证据等.随后,介绍了目前人们对暗物质粒子基本性质的理解和目前比较流行的暗物质模型,并解释了弱相互作用重粒子（WIMP）为什么获得人们最多的关注.文中还简单介绍了目前探测暗物质粒子的三种实验方法：对撞机探测法、直接探测法和间接探测法.最后,介绍了目前暗物质探测的最新进展,包括来自DAMA,CoGent,PAMELA,ATIC,Fermi等实验的最新结果.     

暗物质粒子探测

正天文观测发现,星系周围的物质和星系团中的星系运动速度很快。仅靠发光物质提供的引力无法束缚如此大速度的天体。于是科学家假设存在一种不发光但是能提供引力的物质,也就是暗物质。但是我们不知道暗物质粒子的质量,也不知道它是否参与其他类型的相互作用。所以各国科学家设计了多种类型的实验来寻找暗物质。暗物质实验可以分为直接探测、间接探测和对撞机探测这三种类型。对暗物质的研究,是当今天文学和物理学的研究热点。我国科学家也进     

空间探测暗物质简介

宇宙线的探测分为地面探测和空间探测。地面探测测量的是高能宇宙线(大于100 TeV)在大气中产生的簇射的前锋面。由于低能宇宙线在大气中产生的簇射不能到达地面,所以要探测低能的宇宙线就需要把探测器送到大气层外部。空间探测宇宙线的优点是能测量低能宇宙线,并且能区分宇宙线的种类。暗物质间接探测就是在宇宙线中寻找暗物质湮灭或者衰变产生的信号,表现在宇宙线能谱上就是各种超出。所以需要准确区分宇宙线的种类,并且精确测量宇宙线的能谱。在文章中,作者将介绍宇宙线的相关理论以及空间探测暗物质的研究现状,并详细介绍将于2015年底发射的暗物质粒子探测卫星,讨论其在暗物质间接探测方面的各种优势。     

PandaX实验的进展与展望

PandaX是位于四川的中国锦屏地下实验室（CJPL）内的,利用氙作为工作物质,探测暗物质等其它极稀有事件的大型地下粒子探测实验计划。PandaX探测器中的氙工作在气液两相的模式。通过检测液相和气相中闪烁光强的比例,实现对目标粒子包括WIMP和Axion等疑似信号的鉴别。PandaX已顺利完成了有效区体积约为120 kg氙的一期计划,目前正在运行实施有效区体积约为500 kg氙的二期计划。在WIMP质量为45 GeV/c2附近,探测灵敏度达2.97×10-45 cm2（90%置信度）,没有发现WIMP疑似信号。本工作介绍了PandaX一期和二期的进展,以及后续升级计划,其中包括升级PandaX的时间投影室至4吨,建造用于屏蔽岩石放射性本底的水屏蔽,以及136Xe双贝塔衰变的研究计划等。PandaX is a xenon-based dark matter and other rare events searching project located at China JinPing underground Laboratory (CJPL), Sichuan province, China. Dual phases, liquid and gas phase of xenon are used in the detector. Particles, including Weak Interaction Massive Particles (WIMPs) or axions etc., may induce scintillating signals in both liquid (S1 signal) and gas (S2 signal) phases, and then are identified by analyzing the ratio of S1 and S2. The PandaX had completed its first stage, the 120 kg in fiducial volume, and now is running in its stage Ⅱ with fiducial volume of 500 kg. The running results show that the WIMP-matter cross section detecting sensitivity of about 2.97×10-45 cm2(90% C.L.) has been achieved at a WIMP mass of 44.7 GeV/c2, and no WIMP candidates are identified. The upgrading plan of the PandaX is discussed, which include to build a larger Time project chamber (TPC) of about 4 tons, a water tank for radiation shielding, and the plan of 136Xe double beta decay studies.     

怎样直接探寻暗物质

顾名思义\     

空间间接探测暗物质粒子

正在过去的几十年间,人类对于整个宇宙的认识有了飞跃式的发展,取得了辉煌的成就。基于近年天文观测的结果,一个暗物质暗能量暴涨的宇宙学标准模型被建立起来。我们的宇宙组成,如图1所示:已知的基本粒子只占整个宇宙的5%左右,而27%左右是不发光的暗物质,68%左右是类似真空能的暗能量。寻找暗物质粒子,研究暗能量的本质等,结合微观世界和宇观世界,结合粒子物理和宇宙学的研究已成为21世纪物理学和天文学的一     

暗物质粒子探测及进展

暗物质是天文学家观测宇宙时发现的一种\     

发现暗物质存在的直接证据

美国天文学家宣布观测到暗物质．人们相信暗物质这种神秘的物质在宇宙中的总量约占宇宙总量的1／4，是“明物质”（普通物质）的5倍，在遥远的30亿光年之外有两个巨大的星系正在发生碰撞，美国NASA的钱德勒X射线望远镜和哈勃望远镜、欧洲南方天文台的超大望远镜和麦哲伦望远镜都在观察着这个壮丽的宇宙奇观，碰撞的能量非常巨大，以致使暗物质和明物质发生分离，这给了我们一个非常好的研究暗物质的机会，虽然科学家们至今仍在研究神秘的暗物质究竟以什么形态存在，但有确凿的证据显示这个宇宙中的物质大部分是暗物质。（相关论文将于近日在《天体物理杂志》发表）     

低能量阈高纯锗探测器用于暗物质探测实验研究

一个位于韩国江原道襄阳郡地下实验室的暗物质WIMP探测实验中, 采用了低能量阈高纯锗探测器, 带有碘化铯晶体反符合探测器作为主动屏蔽体. 整个系统设置和能量标定已经完成, 并且已经积累了约155d的本底数据. 还应用外置伽玛源和中子源进行了实验, 以判断本底的来源. 介绍了数据的分析和初步结果, 并给出了实验诱人的前景.     

直接测到暗物质了吗？

正20年前DAMA/LIBRA实验组展示了暗物质测量的直接证据,但一直未被肯定。如今,一个类似的实验也不支持测到了暗物质粒子。20年前,意大利DAMA/LIBRA实验组声称直接测到了暗物质粒子,此后一直被物理学家所关注。最近西班牙地下实验组ANAIS也采用NaI(Tl)闪烁体来测量,且分析了近3年的数据。     

基于DAMPE的暗物质间接探测研究进展

20世纪30年代天文学观测对标准宇宙模型提出了严峻挑战,为了调和观测数据与理论模型的矛盾,理论物理学家提出了暗物质理论;此后,实验物理学家据此摸索出了各种暗物质探测方案.本文将从暗物质概念的由来、暗物质基本性质、暗物质探测原理及方法和DAMPE在探测暗物质方面的最新进展几个方面展开介绍.重点以DAMPE的数据为基础,以电子谱分析为核心,在前人的研究基础上,对DAMPE数据和结果进行多层次、多方位的综合,进一步阐述了DAMPE电子谱中出现的TeV拐折和尖锐信号包含的深刻意义;最后依托研究过程中得到的一些信息,对未来暗物质探测实验提出一点看法和见解.