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清华工物系牵头的CDEX合作组取得暗光子研究新进展
发布时间:2020-04-15

4月13日,英国科技新闻网站(Phys.org)采用新闻特写(Feature)形式以“Research identifies detection constraints for dark photons”为题报道了清华大学工程物理系牵头的中国暗物质实验(China Dark matter EXperiment, CDEX)合作组在暗光子直接探测领域取得的重要进展。相关成果以“在中国锦屏地下实验室中基于CDEX-10实验的暗光子直接探测实验限制(Direct Detection Constraints on Dark Photons with CDEX-10 Experiment at the China Jinping Underground Laboratory)”为题,于2020年3月17日发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters),获得了在10到300电子伏特质量区间上对太阳暗光子的动量混合参数国际上最强的直接探测实验限制。

作为一种理论上的假想粒子,暗光子是除了弱相互作用大质量粒子(Weakly Interacting Massive Particles, WIMPs)之外的另一种可能的暗物质候选粒子,也可能是一种新的标准模型粒子与暗物质粒子相互作用的媒介子。对暗光子的理论和实验研究,有助于发现超越粒子物理标准模型的新物理,扩展人类对宇宙起源和演化的认识。

CDEX合作组利用CDEX10-B1探测器205.4公斤·天的测量数据,给出了太阳暗光子动量混合参数在90%置信度下的上限值,获得了10到300电子伏特区间上国际最好的直接探测实验结果;还利用CDEX10-B1探测器205.4公斤·天和CDEX10-C1探测器244.2公斤·天的双探测器单元实验数据进行联合分析,对暗光子暗物质的动量混合参数给出了在90%置信度下的上限值,拓展了CDEX实验暗物质候选粒子的研究范围。这项工作不仅探索了新的参数空间,为直接检测实验中的太阳暗光子设定了最严格的限制,同时还增强了当前全球范围内探索WIMPs以外的其他暗物质候选者及其与核的弹性散射检测通道的兴趣。

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图:太阳暗光子的排除曲线(左),暗光子暗物质的排除曲线(右)


Phys.org网站报道链接:

https://phys.org/news/2020-04-constraints-dark-photons.html

论文链接:

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.111301



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