Ang Madilim na Mahusay na Eksperimento ng Tsina, Isang Laboratoryo ay Nakikinig sa Boses ng Cosmology mula sa Deep Underground

Pag-setup ng iskematika ng susunod na henerasyon ng eksperimento sa CDEX sa CJPL-II. Kredito: © Science China Press

Ang isang kayamanan ng nakakahimok na katibayan mula sa physics ng astroparticle at kosmolohiya ay nagpapahiwatig na ang pangunahing sangkap ng bagay sa Uniberso ay madilim na bagay, na may natitirang 15% na ordinaryong bagay, tungkol sa 85%. Gayunpaman ang mga tao ay may kaunting nalalaman tungkol sa madilim na bagay, kabilang ang masa at iba pang mga pag-aari. Maraming mga modelo ang hinuhulaan na ang mga maliit na bagay na maliit na butil ay maaaring isama sa mga ordinaryong mga maliit na butil sa isang mahinang antas ng pakikipag-ugnay, kaya posible na makuha ang signal ng mga maliit na bagay na maliit na bagay sa isang direktang eksperimento sa pagtuklas.

Ang mga siyentipikong layunin ng Chinese Dark Matter Experiment (CDEX) ay nasa direktang pagtuklas ng light dark matter at walang neutrino na dobleng beta pagkabulok ng mga p-type point contact germanyan (PPCGe) na mga detektor sa China Jinping Underground Laboratory (CJPL). Ang nasusukat na spektra ng enerhiya na sanhi ng nababanat na pagkalat sa pagitan ng mga madilim na maliit na butil at mga target na nukleon sa sistema ng detektor ng CDEX ay maaaring magbigay sa amin ng impormasyon tungkol sa madilim na bagay na masa, paikutin, at iba pang mga pag-aari.

Elastic Scattering Sa Pagitan ng Madilim na Mga Particle at Target na Nucleon

Ang nababanat na pagkalat sa pagitan ng mga madilim na maliit na bagay at target na mga nucleon. Kredito: © Science China Press

Ang pagtatasa ng mga mayroon nang mga eksperimento ng madilim na bagay ay madalas na umaasa sa modelo, at maraming mga modelo na lampas sa karaniwang modelo ang hinulaan ang pagkakaroon ng madilim na bagay, tulad ng modelo ng supersymmetry at ang modelo ng labis na dimensional. Dahil sa pagkakaiba-iba ng mga modelo ng pisika, ang mga hadlang na nagmula sa parehong pang-eksperimentong data ay hindi maaaring direktang mailapat sa iba pang mga modelo, na nagpapakita ng mga paghihirap sa pisikal na interpretasyon.

Ang mga obserbasyong kosmolohiya ay nakumpirma na ang karamihan ng madilim na bagay ay malamig na madilim na bagay, na hindi kamag-anak, at bilang isang resulta, ang momentum transfer sa proseso ng pagsabog sa pagitan ng mga dark matter partikulo at mga nucleon ay daan-daang MeV lamang, mas mababa sa electroweak. sukat (~ 250 GeV). Samakatuwid, angkop na gumamit ng mabisang teorya sa larangan upang pag-aralan ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng madilim na bagay at ordinaryong bagay. Sa mga nagdaang taon, iminungkahi ang dalawang alternatibong mga iskema na pag-aralan ang iba’t ibang mga posibleng pakikipag-ugnayan, katulad ng di-kamurang mabisang teorya sa larangan (NREFT) at chiral effective field theory (ChEFT). Ang isang mabisang teorya ay may kasamang lahat ng mga posibleng pakikipag-ugnayan na pinapayagan ng naibigay na mga simetriko na prinsipyo upang mabawasan nito ang pagiging kumplikado ng pagtatasa anuman ang modelo.

Sa mga eksperimento ng madidirektang direktang sensing, ang pokus ay halos lahat sa pag-aaral ng pagsabog ng spin-independent (SI) at spin-depend (SD), habang ang EFT ay madalas na makakapagbigay ng mas maraming momentum-dependant o tulin na umaasa sa bilis na hindi isinasaalang-alang. Sa pamamagitan ng pagsasamantala sa mababang ingay ng kuryente ng PCCGe, ang threshold ng pagtatasa ng CDEX-1B at CDEX-10 ay umabot sa 160 eV, na maaaring lubos na madagdagan ang pagiging sensitibo sa pagtuklas para sa magaan na madilim na bagay.

Batay sa CDEX-1B at CDEX-10 dataset, ang pakikipagtulungan ng CDEX ay nagpapakita ng mga bagong hangganan para sa mga pagsasama ng WIMP-nucleon na nagmula sa NREFT at ChEFT. Sa di-relativistic mabisang diskarte sa teorya ng patlang, bumuo sila sa umiiral na mga hangganan sa mababang rehiyon. Sa diskarte ng epektibo sa chiral effective field, pinalawak nila ang limitasyon sa pagsasama ng WIMP-pion sa m <

Mga Limitasyon sa Pagbubukod ng CDEX

(a) Mga limitasyon sa pagbubukod ng NREFT para sa iba’t ibang mga coefficients ng pagkabit; (b) Ang mga limitasyon sa pagbubukod ng WIMP-pion na nagkalat na seksyon ng krus. Kredito: © Science China Press

Ang mga nauugnay na resulta ay nai-publish sa online sa Science China-Physics, Mechanics & Astronomy (Sci. China-Phys. Mech. Astron. 64, 281011 (2021)) na pinamagatang “Unang mga paghihigpit sa pang-eksperimento sa mga pagmamapa ng WIMP mula sa CDEX sa loob ng balangkas ng teorya ng domain”. .[1] Propesor ng Theoretical Physics Institute ng Chinese Academy of Science. Si YF Zhou ay nagsulat ng isang artikulo ng pagsusuri para sa lathalang ito.[2]

Ang pag-aaral at pagtatasa ng CDEX-1B at CDEX-10 ay malapit nang matapos, at ang mga susunod na henerasyon na eksperimento na CDEX-100 / CDEX-1T ay kasalukuyang naghahanda. Ang mababang antas ng background at pagpapabuti ng pagganap ng PPCGe ay maaaring dagdagan ang pagiging sensitibo ng direktang eksperimento sa pagtuklas. Habang ang susunod na henerasyon ng eksperimento sa CDEX ay maaaring matuklasan na ang madilim na bagay ay hindi kilala, ang misteryo ng madilim na bagay ay hikayatin ang higit pang mga mananaliksik na ipagpatuloy ang kanilang gawain hanggang sa araw na malutas ang malalim na misteryo ng Uniberso na ito.

Mga Sanggunian:

  1. Yi Wang, Zhi Zeng, Qian Yue, LiTao Yang, KeJun Kang, YuanJing Li, Mehment Ağartioğlu, HaiPeng An, JianPing Chang, JingHan Chen, YunHua Chen, “Ang unang mga hadlang sa pang-eksperimentong sa mga pagkabit ng WIMP sa balangkas ng teorya sa larangan na naiimpluwensyahan ng CDEX “, JianPing Cheng, Cheng Yi Chiang, WenHan Dai, Zhi Deng, ChangHao Fang, XinPing Geng, Hui Gong, QiuJu Guo, XuYuan Guo, HongJian He, Li He, ShengMing He, JinWei Hu, TuChen Huang, HanXiong Huang, HaiTao Jia , LiPing, Xi Jiang, HauBin Li, JianMin Li, Jin Li, MingXuan Li, RenMingJie Li, Xia Li, YuLan Li, Bin Liao, FongKay Lin, ShinTed Lin, ShuKui Liu, YanDong Liu, Yu Liu, YuanYuan Liu, ZhongZhi Liu , Hao Ma, YuCai Mao, QiYuan Nie, JinHua Ning, Hui Pan, NingChun Qi, Jie Ren, XiChao Ruan, ChangSong Shang, Vivek Sharma, Ze She, Lakhwinder Singh, Monoj Kumar Singh, TianXi Sun, ChangJian Tang, WeiYou Tang, Yang Tian, ​​GuangFu Wang, Li Wang, Qing Wang, YuChen Wang, YunXiang Wang, Zhen Wang, Henry Tsz-King Wong, ShiYong Wu, YuCheng Wu, HaoYang Xing, Y sa Xu, Tao Xue, YuLu Yan, Nan Yi, ChunXu Yu, HaiJun Yu, JianFeng Yue, Ming Zeng, BingTao Zhang, Lei Zhang, FengShou Zhang, ZhenYu Zhang, KangKang Zhao, MingGang Zhao, JiFang Zhou, ZuYing Zhou, Jing at Pakikipagtulungan sa CDEX Abril 26, 2021, Agham Tsina Physics, Mekanika at Astronomiya.
    DOI: 10.1007 / s11433-020-1666-8
  2. Yu-Feng Zhou, 6 Mayo 2021, “Pinahusay na mga paghihigpit sa mga pakikipag-ugnayan ng madilim na bagay mula sa CDEX”, Agham Tsina Physics, Mekanika at Astronomiya.
    DOI: 10.1007 / s11433-021-1679-4

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang Koponan sa Underwater Archeology ay Nakahanap ng 9,000-Taong-Taong Mga Bato ng Artifact

Kredito: Unibersidad ng Texas sa Arlington Ang pangkat ng arkeolohiya sa ilalim ng dagat ay natagpuan ang mga sinaunang obsidian na natuklap na 2,000 milya...

Nabawasan ang Panganib sa Kanser Kabilang sa Mga Pasyente sa Pagkabigo ng Puso na Gumagamit ng Statins

Ang paggamit ng Statin ay na-link sa isang pinababang panganib ng cancer sa mga pasyente na may kabiguan sa puso. Kredito: European Heart...

Tagumpay sa Teknolohiya ng Ultrathin para sa Revolution ng Night Vision – “Ginawa Namin ang Hindi Makikita”

Sinabi ni Dr. Rosso Camacho Morales na ang mga mananaliksik ay "hindi nakikita, nakikita." May-akda: Jamie Kidston, Australian National University Hayaan may ilaw! ...

Kapag Kakulangan sa Trabaho ng mga empleyado, Nakakuha sila ng Paranoid – At Aggressive

Kung ang mga empleyado ay walang kapangyarihan sa lugar ng trabaho, maaari silang makaramdam ng mahina at paranoid. Sa halip, ang paranoia na...

Ang kabuuang solar eclipses ay nag-iilaw sa solar wind

Pinapayagan ng mga espesyal na filter na masukat ang mga siyentipiko ng iba't ibang mga temperatura sa corona sa panahon ng pangkalahatang mga eclipse...

Newsletter

Subscribe to stay updated.