科技日報13日從中國暗物質實驗（CDEX）合作組獲悉，該合作組利用國際上第一個液氮直接浸泡製冷的真空封裝點電極高純鍺探測器，在4-5 GeV範圍內自旋無關暗物質直接探測靈敏度提高到8×10-42cm2(注：10的-42次方平方釐米) ，取得了目前國際上最好水平。該研究成果於北京時間6月13日在線發表在國際頂級期刊《物理評論快報》上。
CDEX合作組實驗負責人、清華大學工程物理系教授嶽騫介紹，當前暗物質探測方法大體分為“上天”、“入地”和“人造暗物質”三種。CDEX合作組在中國錦屏地下實驗室開展的暗物質直接探測研究屬於“入地”。之所以在地下實驗室進行，是因為這樣可以減少宇宙線的干擾。
“當彌散在整個空間的暗物質粒子偶爾與鍺原子發生碰撞後，會導致鍺核發生反衝並通過電離過程在探測器內沉積能量。”嶽騫介紹，CDEX合作組所進行的點電極高純鍺探測器實驗就是通過研究反衝核的反衝能量、事例率及其變化等參數來研究暗物質粒子的質量、與靶核的相互作用截面、暗物質分佈等性質。
CDEX合作組於2010年起正式在中國錦屏地下實驗室開始暗物質直接探測研究，2013年發表了我國第一個暗物質直接探測實驗結果。2016年實驗開始進行第二階段的CDEX-10實驗，在國家重點研發計劃“大科學裝置前沿研究”重點專項、國家傑出青年科學基金等項目經費資助下，採用10kg量級的高純鍺陣列探測暗物質粒子。CDEX-10實驗在國際上首次採用真空封裝高純鍺探測器的液氮直接浸泡製冷方式，實現了技術創新。
CDEX-10實驗面臨的一個挑戰在於如何儘可能地降低探測器周圍的干擾信號，以獲得儘可能高的暗物質探測靈敏度。為此，合作組設計了複合型被動屏蔽體，利用重達幾十噸的高純度屏蔽材料，將探測器層層屏蔽起來，將探測器的本底水平降低了三個數量級以上。
2017年2月至11月，CDEX-10開展了第一階段的運行。該合作組通過前期對CDEX-10實驗系統其中一個探測器單元進行詳細的物理分析，得到了點電極高純鍺探測器自旋無關作用探測暗物質最靈敏的實驗結果。
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