CDMS II的暗物质搜索结果

时间：2021-05-28 11:52:05 来源：

WIMP核独立自旋截面的实验上限（90％置信水平）与WIMP质量的关系。黑色虚线来自当前分析，蓝色实线包括先前的CDMS II硅探测器数据。还显示了CDMS II锗检测器标准和低阈值分析的限制（红色和黑色虚线），以及XENON合作产品的限制（绿色和黑色虚线虚线）。品红色的椭圆形显示了一个可能的WIMP信号区域，建议将其用于解释来自CoGeNT的数据。如果将本结果解释为WIMP信号，则浅蓝色和深蓝色区域表示获得了68％和90％的轮廓。星号表示此解释下的最大似然点。

低温暗物质搜索（CDMS）合作最近在Soudan地下实验室的CDMS II操作过程中，通过硅探测器获取的数据展示了其盲分析暗物质搜索结果。

世界各地的科学家都在努力了解暗物质的性质，暗物质占了宇宙的大部分质量。地球似乎正在穿过暗物质粒子云，它围绕着我们银河系的可见部分。如果我们可以部署对这些探测器内部原子核的暗物质粒子的“撞球”散射敏感的探测器，那么我们应该能够感应到该暗物质。

低温暗物质搜索（CDMS）实验旨在通过使用冷却至极低温度的锗和硅探测器来做到这一点，以便检测由单个暗物质粒子与原子核碰撞而释放的电荷和热量，并将其与原子核区别开来。由正常物质产生的信息交互。

在4月在丹佛举行的美国物理学会会议上，CDMS合作组织周六介绍了其在Soudan地下实验室进行CDMS II操作期间使用硅探测器获取的数据的盲分析结果。麻省理工学院的研究生凯文·麦卡锡（Kevin McCarthy）介绍了结果，并提交给《物理评论快报》。

盲法分析导致了三个候选事件。尽管此数字高于预期的大约一半事件的背景，但这离发现还很遥远。已知背景的模拟表明，统计波动可能会在大约5％的时间中产生三个或更多事件。换句话说，如果实验进行了100次，则即使不存在暗物质粒子，其中五个也会在信号区域显示至少三个事件。

但是，有关预期的背景事件和弱相互作用的大质量粒子或WIMP的预期信号的特征，有更多信息，这是暗物质最喜欢的粒子解释。当针对包括WIMP贡献的模型进行测试时，包括三个事件的测得的后坐能量的似然分析可得出仅背景假设的概率为0.19％。对于这三个事件是由于WIMP相互作用造成的假设，这大约可转换为3σ的置信度。这是令人兴奋的，但仍不符合发现的科学标准。有必要做进一步的调查。

然而，如果一个人沉迷于“假设”场景，并且将结果解释为是由于WIMP信号所致，那么WIMP质量将约为质子质量的8.5倍。对于最简单的WIMP相互作用理论，并使用标准模型在银河系中的暗物质分布，发现这种相互作用的速率与XENON实验的当前结果有些冲突。本文提出了更多细节。

2010年，CDMS合作发布了使用锗探测器进行暗物质搜索的结果，结果在信号区域发生了两次事件，估计背景为0.8次事件。当时的结论是，这些事件很可能是泄漏的表面电子，而不是真正的核反冲，并且其他实验在该质量区域中未发现任何信号。

目前，SuperCDMS Soudan实验正在使用更大，更好的锗探测器采集数据，并希望在年底之前为低质量的WIMP提供更多信息。双方正在考虑在未来的实验中使用硅探测器。

研究报告的PDF副本：使用CDMS II硅探测器的暗物质搜索结果

图像：费米实验室使用CDMS II硅探测器的暗物质搜索结果

郑重声明：文章仅代表原作者观点，不代表本站立场；如有侵权、违规，可直接反馈本站，我们将会作修改或删除处理。