我们对暗物质了解的一切 - 到目前为止 - 来自其对其他事物的引力影响:恒星,天然气,早期宇宙中的光子等。我们想在地球上检测暗物质但是这样做,我们在我们的银河系中遇到了暗物质的属性,本质已经给了我们。具体而言,暗物质是慢的(典型速度约为千分之一的光速),其质量密度是固定的(约为一个质子的质量每3立方厘米)。Already we can see that there are a couple failure modes for dark matter detection: if its mass is too light, its slow speed might not give it enough kinetic energy to make anything exciting happen in a detector, and if there isn’t enough of it around, the event rate might be too slow.

这两个问题的解决方案是让我们制作自己的暗物质!这种策略已经存在了一段时间,并且通常被称为“碰撞者检测”,其中高能量​​撞机的签名是LHC的大量缺失能量,否则似乎违反了势头的守恒。但严格来说,这是在缺乏某些东西,而不是某些东西(暗物质)本身。最近,在1960年代,在2060年代更常见的碰撞器实验,兴趣的兴趣复兴探测着较浅的暗物质。这里,一束电子或质子与a碰撞固定目标(石墨,铍,铅或其他东西),而不是有两个电子或质子彼此碰撞。我们支付的价格是碰撞的总质量能源远低于光束能量,但奖励是梁的光度可以高得多,导致更大的事件率。大多数梁粒子只是在目标内停止而不会有任何有趣的事情,因此这些实验也被称为光束转储。但即使这些碰撞的小数一小部分也产生暗物质,我们也可以拨打速度(通过改变光束能量)和密度(通过改变梁粒子的磁通量)的暗物质,并在下游设置探测器这对我们现在进行了实验控制的物业量身定制。而不是在LHC的情况下看到遗失的能量,而不是在LHC中看到探测器的暗物质散射的迹象。

由于使用精确的这种设置制造了中微子物理学,因此使用中微子“光束”,并且可以在已经运行的中微子实验的顶部搭载暗物质实验。我的方式很感兴趣,我们可以利用中微子物理学中开发的惊人的基础设施来寻找暗物质,并且还在使用梁倾卸地设计新的实验,该射线倾卸采用专门定制的暗物质模型逃避其他实验探针。


参考