意大利团队找到了暗物质？为了检验他们的成果，澳洲在废弃金矿底部建起实验室

前往Stawell地下物理实验室，大约需要在地下行进半个小时。30分钟听起来可能并不长，但这是在一辆卡车上跌跌撞撞的半小时，因为需要通过Stawell金矿曲折的漆黑隧道，进入最深处。

但Elisabetta Barberio教授不为所动。这位墨尔本大学的物理学家兼暗物质粒子物理卓越中心主任曾多次在1公里的岩石下寻找暗物质的线索。

“它变得越来越热，越来越潮湿。”她说，卡车的前灯照亮了另一堵黑暗中的陡峭岩壁，“但实验室有空调。”

Stawell地下物理实验室 (SUPL) 是南半球唯一的地下物理实验室，其目的是回答关于我们宇宙的基本问题之一——暗物质存在吗？

目前，尽管研究了数十年，暗物质粒子的存在性还停留在理论上——但我们宇宙的行为方式告诉我们，一定存在某种东西。

事实上，没有它，我们所知道的宇宙可能根本不存在。

根据Barberio教授的说法，我们只能真正观察到物质仅占整个宇宙质量的大约5%；其余大部分由暗物质构成——构成物质大部分的不可见基本粒子，没有电荷，不产生光，也不与我们能看到的任何东西发生太多相互作用。

“无论我们在地球上的哪个地方——地下或地上——我们都有成千上万甚至数百万的暗物质粒子穿过我们的身体，它们对我们没有任何影响。对于这些粒子来说，我们是透明的。”

但是为什么实验室要建在在金矿的底部呢？

“暗物质研究需要在地下深处进行，以消除宇宙的‘噪音’和辐射。宇宙射线被岩石吸收，所以如果你深入到足够深的地方，你可以将它们减少到几乎为零。”

DAMA/LIBRA项目的意大利科学家声称在位于山内的格兰萨索地下实验室检测到了暗物质，但他们检测到的信号波动，与地球的季节一致。

“当地球围绕太阳旋转时，暗物质粒子被逆风或顺风吹向我们。如果是逆风，那么暗物质就会更多——如果是顺风，那么暗物质就会更少。”

这就是为什么在南半球建立SUPL实验室的原因，在那里可以复制意大利的测试，并且排除任何季节性变化。

实验室本身看起来有点像007里大反派的地下巢穴。教授也同意这一点。

“这是我接管世界的秘密基地。呵呵呵呵~”她发出反派的笑声。

地下实验室的主要实验被称为南半球主动背景抑制的碘化钠(缩写SABER South)。

用于检测暗物质的设备将占据完全无菌实验室的近三分之一的空间，实验室长33米，宽10米，天花板高14米。

七个装在圆柱体中并用铜包裹的超纯碘化钠晶体，两端都有两个非常敏感的仪器，称为光电倍增管。

这七颗晶体——生长自美国和中国——然后被安置在一个装有大约12公吨苯液体的防辐射罐中。

“如果暗物质粒子与晶体相互作用，它会产生一道闪光，被光电倍增管接收。不同实验尝试了许多不同的元素，但只有意大利的DAMA/LIBRA使用的碘化钠晶体产生了一道光。”

正是碘化钠的特性使它如此敏感。

“暗物质与晶体的原子核相互作用，因此原子核的质量很重要。根据暗物质的质量，不同的材料会有不同的敏感性。所以，如果暗物质的质量很大，那么对质量很大的原子核会更敏感。”

SABRE需要运行三年。意大利的DAMA/LIBRA项目还要再收集数据二十年。

“这是一个难以复制的实验，我们只需要能够对我们是否看到了与意大利相同的信号说‘是’或‘不’，所以不会花很长时间。但如果是的话——哦，天哪。”

现在还有其他5家实验室试图验证意大利的结果——在西班牙、韩国、日本、奥地利和美国。有点像是一场暗物质竞赛。

但凭借南半球唯一的暗物质探测器，Stawell团队——由来自斯威本科技大学、阿德莱德大学、澳大利亚国立大学、悉尼大学，墨尔本大学和澳大利亚核科学技术组织 (ANSTO) 的科学家组成——在这场世纪竞赛中暂处于处于领先地位。

当我这么说时，巴贝里奥教授看起来有点生气，然后笑了起来。

“可不仅仅是世纪——这将是有史以来最大的发现之一——找出宇宙是由什么组成的。”

https://phys.org/news/2022-08-deep-dark.html

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