根據(jù)模擬構(gòu)建的宇宙暗物質(zhì)分布。/湯姆·阿貝爾、拉爾夫·凱勒

韓國國內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)在探索暗物質(zhì)的道路上取得了重要進(jìn)展。由日本基礎(chǔ)科學(xué)研究所地下實(shí)驗(yàn)研究組牽頭的國內(nèi)聯(lián)合研究小組于6日宣布，他們正在進(jìn)行一項(xiàng)名為NEON的實(shí)驗(yàn)，這是世界上首次利用商業(yè)反應(yīng)堆直接探索輕暗物質(zhì)的嘗試。

暗物質(zhì)作為宇宙的重要組成部分，約占宇宙質(zhì)量和能量的27%，但其本質(zhì)一直是個(gè)謎。由于暗物質(zhì)無法直接觀察，科學(xué)家們一直在尋找間接證據(jù)來揭示其真實(shí)面貌。以往對(duì)暗物質(zhì)的搜索主要集中在弱相互作用重粒子(WIMP)上，但至今尚未找到確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。因此，研究人員開始探索尋找暗物質(zhì)的替代方法。

NEON實(shí)驗(yàn)正是一項(xiàng)旨在探索超光速區(qū)域暗物質(zhì)的獨(dú)特實(shí)驗(yàn)。與現(xiàn)有的基于加速器的實(shí)驗(yàn)不同，NEON實(shí)驗(yàn)將目標(biāo)鎖定在輕暗物質(zhì)上。研究小組在全羅南道靈光郡的韓光核電站第三號(hào)機(jī)組進(jìn)行了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。他們?cè)诰嚯x2.8千兆瓦(GW)火力反應(yīng)堆約23.7米處安裝了一臺(tái)摻鉈碘化鈉閃爍探測(cè)器，該探測(cè)器具有多層屏蔽結(jié)構(gòu)，以最大限度地減少背景輻射的干擾。

經(jīng)過一年零四個(gè)月的數(shù)據(jù)收集，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)核反應(yīng)堆運(yùn)行期和停堆期的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。他們成功精確分析了1-10 keV(千電子伏)能量范圍內(nèi)的微小信號(hào)，這些信號(hào)可能與暗物質(zhì)的存在有關(guān)。據(jù)研究人員介紹，核裂變過程中釋放的高能光子可以與電子相互作用產(chǎn)生暗光子，而這些暗光子有可能衰變成更輕的暗物質(zhì)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了這一過程的實(shí)際作用。

值得注意的是，雖然臺(tái)灣以前也有過類似實(shí)驗(yàn)，但此次NEON實(shí)驗(yàn)達(dá)到了世界最高靈敏度，探測(cè)靈敏度提高了約1000倍。這一成果為探索極輕暗物質(zhì)開辟了一條新道路，有望克服現(xiàn)有暗物質(zhì)研究的局限性。

主持該實(shí)驗(yàn)的研究小組副組長李賢洙表示：“這種利用核反應(yīng)堆作為暗物質(zhì)來源的創(chuàng)新方法，為解開宇宙形成秘密提供了突破性轉(zhuǎn)折點(diǎn)。”他強(qiáng)調(diào)，這項(xiàng)研究將推動(dòng)暗物質(zhì)研究向前邁進(jìn)一大步。

在未來的實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將收集的信號(hào)數(shù)據(jù)量增加一倍以上，并應(yīng)用更精確的分析技術(shù)，以期進(jìn)一步揭示暗物質(zhì)的神秘面紗。同時(shí)，他們對(duì)韓光核電站的支持表示了無限感謝，認(rèn)為這為實(shí)驗(yàn)的成功提供了重要保障。