澳大利亞暗物質探測器以獨特的優勢加入尋找行列

據New Atlas報道，南半球的第一個暗物質探測器已經正式啟用。斯托爾地下物理實驗室（SUPL）建在澳大利亞一個廢棄的金礦中，其目的是利用其在全球的獨特位置，最終從被認為充斥着宇宙的神秘物質中獲取信號。

$]K_W0@5YC47P]ACGY@{6{CU.png$

幾十年的天文觀測表明，宇宙中的事物遠不止眼前所見。根據我們可以看到的物質的質量，引力效應是說不通的，這導致天體物理學家推斷，那裡有更多我們看不到的物質。這種所謂的暗物質不會發射或與光相互作用，也很少與正常物質相互作用。

偶爾，一個暗物質粒子可能會撞上一個常規物質的原子，併產生一個可探測的信號–儘管它們通常不可能從我們周圍不斷發生的所有其他互動中區分出來。但是，如果你去除所有這些干擾，理論上你應該能夠探測到暗物質。

這就是這個新設施背後的想法。SUPL建在地下1公里（0.6英里）處，以阻止宇宙射線到達儀器。探測器周圍還有大約100噸的鋼和聚合物屏蔽，以及一個液體閃爍器系統，有助於消除假陽性反應。

探測器本身是一個裝有50公斤（110磅）超純碘化鈉晶體的罐子，如果被呼嘯而過的粒子擊中，它將發出閃光。極其敏感的光探測器一直在觀察這個罐子，以尋找任何此類信號。像中微子這樣的其他粒子也能產生類似的閃光，但這些通常也會同時在液體閃爍體中產生信號。任何只發生在碘化鈉中的閃光都可能變成難以捉摸的暗物質。

整體設計對於像XENON1T和LUX這樣的暗物質探測器來說是很常見的，它們使用液態氙作為探測器的體積，其他提議的使用超流體氦或過冷水的設計也是基於類似的原理。但是SUPL的主要優勢在於其位置。以前的暗物質探測器都集中在北半球，所以在世界的另一端建造一個探測器可以幫助確認或排除這些早期實驗報告的一些有趣的信號。

例如，SUPL的姐妹設施——意大利格蘭薩索國家實驗室，已經發現暗物質候選信號似乎在每年6月達到高峰。樂觀的解釋是，這與地球軌道上的一個點相對應，在這個點上，當太陽系在銀河系中移動時，地球正迎面飛過暗物質粒子的 “風”。當然，悲觀的解釋是，其他季節性因素，如濕度波動，也在發揮作用。

具有反季節性的SUPL可以幫助回答這個問題。如果它也能在每年六月檢測到大量的信號湧入，這將是暗物質“風”假說的非常有力的證據。另一方面，如果它的峰值出現在12月左右，這將表明來自夏季天氣的干擾。無論結果如何，SUPL都將是一個引人關注的實驗室。