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光电倍增管能够检测光线的单个光子的光线顶部和底部的拉丝暗物质探测器。他们将记录暗物质颗粒和氙核之间的碰撞的位置和强度。
凭借其前90天的运营完成，大型地下氙的实验的研究人员报告说，Lux已经表现出比以前的任何实验更好地看到直接检测暗物质颗粒的敏感性。
普罗维登斯，罗德岛（棕色大学） - 在前三个月的运作中，大型地下氙气（勒克斯）实验已被证明是世界上最敏感的暗物质探测器，实验今天宣布。
“勒克斯闪耀着照亮暗物质的本质，”棕色大学和勒克斯联合发言人的物理学教授。Gaitskell说，探测器的位置，位于南达哥南达南达福地下研究设施的地下桑福德地下研究设施，提供了一个“令人尊敬的”环境，以检测稀有，稀有的薄物质颗粒与普通物质之间的相互作用.Gaitskell说。
实验最初的90天奔跑的第一个结果在今天在赛德福德实验室的研讨会上宣布，S.D.
“我们在这次前三个月的操作中所做的是看探测器表现的程度，我们对我们所看到的东西非常满意，”Lux实验的创始人之一，Gaitskell说。“第一次运行演示了比以前的任何实验更好地直接检测暗物质颗粒的敏感性。”
凭借勒克斯的首次跑步完成，该团队现在将对预期新增300天的跑步进行微调，以微调设备的敏感性。
LUX探测器衬有白色的Teflon，可以更好地收集将被光电倍增管记录的微弱的光信号。水 - 70,000加仑 - 提供了从背景辐射的进一步保护。
暗物质被认为占宇宙中的85％。但是因为它很少与其他形式的物质互动，所以它尚未直接检测到。暗物质颗粒的主要候选者称为弱相互作用的巨大颗粒 - WIMPS。
理论和实验结果表明，WIMPS可以采用高质量或低质量的形式。根据这些新结果，在寻找重量40倍质量质子的40倍的高麦多斯的高麦片WiMPS，Lux具有两倍的任何其他暗物质直接检测实验的敏感性。LUX也极大地增强了对低质量WIMPS的敏感性，新结果表明，其他暗物质实验的低质量WIMPS可能是背景辐射，而不是暗物质的结果。
“过去几年”已经强烈支持了许多暗物质实验，强烈支持了他们在探测器的最低能量箱中看到事件，这可能与暗物质的发现一致，“Gaitskell说。“通过勒克斯，我们已经很难努力校准这些最低能量箱中探测器的性能，我们没有看到那里的暗物质颗粒的证据。”
在即将到来的300天运行中，Lux研究人员希望能够明确地检测暗物质，或者排除可能找到的参数空间的巨大条纹。
“每天我们都像这样运行一个探测器，我们正在探究新的暗物质模型，”Gaitskell说。“这是非常重要的，因为我们尚未理解宇宙足以知道哪种模型实际上是正确的。勒克斯正在帮助解开。“
难以捉摸的颗粒
虽然尚未直接检测到暗物质，但科学家们非常确定它存在。没有其引力的影响，星系和星系集群将只是飞行到广阔的空间中。但由于暗物质不会发射或反射光，而其与其他形式的物质的相互作用是罕见的，因此难以点。
“为了解决有暗物质颗粒相互作用的概率多么小，想象一下将一个暗物质颗粒射入铅块，”Gaitskell说。“为了获得50-50个粒子与铅的粒子相互作用，该块需要伸展约200光年 - 这比远离太阳的最近的恒星更远的50倍。所以这是一个非常罕见的互动。“
捕获这些交互需要一个令人难以置信的敏感探测器。勒克斯的关键部分是在坦克中的一大吨过冷氙的三分之一，其中包含光传感器，每个都能够一次检测单个光子。当颗粒与氙相互作用时，它产生微小的光闪光和离子电荷，两者都被传感器拾取。
为了最大限度地减少不引起暗物质的外来相互作用，必须从背景辐射和宇宙射线屏蔽探测器。因此，Lux位于地下4,850英尺，埋在71,600加仑的纯离子水中。
但即使在孤独的那个堡垒中，偶尔的背景互动仍然发生。这是勒克斯物理学家的工作，将信号与噪声分开。
观看互动，一个接一个
在其初始运行期间，Lux拾起了氙气，以每天大约一个速度为暗物质的能量区域闪烁。通过仔细观察每个互动的性质，研究人员可以告诉哪些来自残留的背景辐射，并且可能是由于暗物质。
“暗物质将与氙气原子的核相互作用，而大多数形式的放射性背景倾向于与外电子相互作用，”Gaitskell解释说。“这些相互作用中的每一个产生反冲，核或电子。因此，每天大约一天，我们看到这些相互作用和测试，看看它们是否与核反冲或电子反冲一致。到目前为止，我们看到的每一次活动都看起来像传统的电磁背景事件。“
但随着探测器运行较长的时间，暗物质交互将被捕获增加的赔率。和勒克尔说，Gaitskell说，敏感才能抓住它。
“勒克斯是一个巨大的一步。在转换它的前几分钟内，我们超过了25年前涉及的第一个暗物质探测器的敏感性，“他说。“在几天之内，它超越了我曾经工作过的所有先前暗物质直接搜索实验的总和的敏感性。这个第一个勒克斯运行比任何前面的搜索更敏感，现在为300天的运行方式完美地设置了我们。“
合作努力
Lux Scientific Collaboration包括17个研究大学和美国，英国，葡萄牙和俄罗斯的国家实验室。这项工作得到了美国能源部和南达科他州的州的支持。在布朗，18名博士后研究人员，研究生和本科生已经在该项目上工作。
布朗大学研究助理Simon Fiorucci，博士后研究员Monica Pangilinan，以及研究生Jeremy Chapman，David Malling和Carlos Faham一直在逃到勒克斯项目以来。Fiorucci现在是该项目的科学协调经理，并在提供新科学方面是有助于的。Chapman和Malling的Brown大学学论中文包含此次最新结果的主要分析。“我们很兴奋，我们的论文工作已经在这个世界领先的结果中，”查普曼说。
“在棕色的政府支持中支持勒克斯在Lux中获得了实验，并使我们能够在实验中保持领先地位。”Gaitskell说。“棕色小组对使这个实验成为这一实验的成功非常重要。”
图像：Matt Kapust / Sanford地下研究设施
