澳大利亚暗物质探测器以独特的优势加入寻找行列

    据New Atlas报道，南半球的第一个暗物质探测器已经正式启用。斯托尔地下物理实验室（SUPL）建在澳大利亚一个废弃的金矿中，其目的是利用其在全球的独特位置，最终从被认为充斥着宇宙的神秘物质中获取信号。

几十年的天文观测表明，宇宙中的事物远不止眼前所见。根据我们可以看到的物质的质量，引力效应是说不通的，这导致天体物理学家推断，那里有更多我们看不到的物质。这种所谓的暗物质不会发射或与光相互作用，也很少与正常物质相互作用。

偶尔，一个暗物质粒子可能会撞上一个常规物质的原子，并产生一个可探测的信号--尽管它们通常不可能从我们周围不断发生的所有其他互动中区分出来。但是，如果你去除所有这些干扰，理论上你应该能够探测到暗物质。

这就是这个新设施背后的想法。SUPL建在地下1公里（0.6英里）处，以阻止宇宙射线到达仪器。探测器周围还有大约100吨的钢和聚合物屏蔽，以及一个液体闪烁器系统，有助于消除假阳性反应。

探测器本身是一个装有50公斤（110磅）超纯碘化钠晶体的罐子，如果被呼啸而过的粒子击中，它将发出闪光。极其敏感的光探测器一直在观察这个罐子，以寻找任何此类信号。像中微子这样的其他粒子也能产生类似的闪光，但这些通常也会同时在液体闪烁体中产生信号。任何只发生在碘化钠中的闪光都可能变成难以捉摸的暗物质。

整体设计对于像XENON1T和LUX这样的暗物质探测器来说是很常见的，它们使用液态氙作为探测器的体积，其他提议的使用超流体氦或过冷水的设计也是基于类似的原理。但是SUPL的主要优势在于其位置。以前的暗物质探测器都集中在北半球，所以在世界的另一端建造一个探测器可以帮助确认或排除这些早期实验报告的一些有趣的信号。

例如，SUPL的姐妹设施——意大利格兰萨索国家实验室，已经发现暗物质候选信号似乎在每年6月达到高峰。乐观的解释是，这与地球轨道上的一个点相对应，在这个点上，当太阳系在银河系中移动时，地球正迎面飞过暗物质粒子的 “风”。当然，悲观的解释是，其他季节性因素，如湿度波动，也在发挥作用。

具有反季节性的SUPL可以帮助回答这个问题。如果它也能在每年六月检测到大量的信号涌入，这将是暗物质“风”假说的非常有力的证据。另一方面，如果它的峰值出现在12月左右，这将表明来自夏季天气的干扰。无论结果如何，SUPL都将是一个引人关注的实验室。

作者：zhiyongz

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