PandaX - PandaX

PandaX
Muqobil nomlarKsenon detektori va astrofizikasi Buni Vikidatada tahrirlash
Joylashuv (lar)Sichuan, XXR
Koordinatalar28 ° 12′N 101 ° 42′E / 28.2 ° N 101.7 ° E / 28.2; 101.7Koordinatalar: 28 ° 12′N 101 ° 42′E / 28.2 ° N 101.7 ° E / 28.2; 101.7 Buni Vikidatada tahrirlash
TashkilotXitoy Jinping yer osti laboratoriyasi  Buni Vikidatada tahrirlash
Teleskop uslubizarralar detektori  Buni Vikidatada tahrirlash
Veb-saytpandaks.sjtu.edu.cn Buni Vikidatada tahrirlash
PandaX Xitoyda joylashgan
PandaX
PandaX joylashuvi
[Wikidata-da tahrirlash ]

The Ksenon detektori va astrofizikasi, yoki PandaX, a qorong'u moddalarni aniqlash da tajriba Xitoy Jinping yer osti laboratoriyasi (CJPL) in Sichuan, Xitoy.[1] Tajriba dunyodagi eng chuqur er osti laboratoriyasini egallaydi va shu turidagi eng yirik laboratoriyalardan biridir.

Ishtirokchilar

Eksperimentni Xitoy tadqiqotchilari boshchiligidagi 40 ga yaqin olimlardan iborat xalqaro guruh olib boradi Shanxay Jiao Tong universiteti.[2] Loyiha 2009 yilda Shanxay Jiao Tong universiteti tadqiqotchilari bilan boshlangan, Shandun universiteti, Shanxay amaliy fizika instituti (zh ), va Xitoy Fanlar akademiyasi.[3][4] Dan tadqiqotchilar Merilend universiteti, Pekin universiteti, va Michigan universiteti ikki yildan so'ng qo'shildi.[3] PandaX jamoasi tarkibiga shuningdek a'zolari kiradi Ertan gidroenergetikasini rivojlantirish kompaniyasi.[5] Olimlar Xitoy Fan va Texnologiya Universiteti, Xitoy Atom energiyasi instituti va Sun Yat-Sen universiteti PandaX-ga 2015 yilda qo'shilgan.[6]

Loyihalash va qurish

PandaX - bu to'g'ridan-to'g'ri aniqlash tajribasi, bu ikki fazadan iborat ksenon vaqtni proektsiyalash kamerasi (TPC) detektori.[1] Ksenonning suyuq va gaz fazalaridan foydalanish, shunga o'xshash XENON va LUX tajribalar, voqealar joyini aniqlashga imkon beradi va gamma nurlari veto qo'yilishi kerak bo'lgan voqealar.[4] Qorong'i materiya hodisalarini qidirishdan tashqari, PandaX aniqlashga mo'ljallangan Xe-136 neytrinolsiz ikki marta beta-parchalanish.[4]

Laboratoriya

PandaX joylashgan Xitoy Jinping yer osti laboratoriyasi (CJPL), er ostidan 2400 metrdan (1,5 milya) ko'proq dunyodagi eng chuqur er osti laboratoriyasi.[2][7] Laboratoriya chuqurligi eksperimentdan yaxshiroq himoyalanganligini anglatadi kosmik nur o'xshash detektorlarga qaraganda shovqin, bu asbobni osonroq kattalashtirishga imkon beradi.[8] The muon oqim CJPL da yiliga har kvadrat metr uchun 66 ta hodisa, 950 ta voqea / m ga nisbatan2/ yil Sanford yer osti tadqiqot muassasasi, LUX tajribasi uyi va 8030 ta voqea / m2/ yil Gran Sasso laboratoriyasi Italiyada, XENON detektori joylashgan.[4] The marmar Jinping-da, Homestake va Gran Sassodagi toshga qaraganda kamroq radioaktiv bo'lib, soxta detektsiyalar chastotasini yanada kamaytiradi.[4][7] Michigan universiteti hamkorlikdagi tadqiqotchisi Volfgang Lorenzonning ta'kidlashicha, "katta ustunlik shundaki, PandaX ancha arzon va unga o'xshash detektorlar singari himoya materiallari kerak emas".[7]

Operatsion bosqichlari

Ko'pgina pastki fonli fizika singari, tajriba bir necha avlod detektorlarini yaratmoqda, ularning har biri keyingi uchun prototip bo'lib xizmat qiladi. Kattaroq o'lcham kattaroq sezgirlikka imkon beradi, ammo bu faqatgina keraksiz "fon voqealarini" kerakli voqealarni botqoqlantirishdan saqlanish mumkin bo'lgan taqdirda foydalidir; radioaktiv ifloslanish uchun yanada qat'iy cheklovlar talab qilinadi. Keyingi avlodlarni qurish uchun oldingi avlodlarda olingan saboqlardan foydalaniladi.

Birinchi avlod, PandaX-I, 2014 yil noyabr oyining oxirigacha ishlaydi.[9]:15 Unda 120 kg (260 funt) ksenon ishlatilgan (shundan 54 kg (119 funt) a ishonchli massa)[10]:7,10 kam massali rejimni tekshirish uchun (<10GeV ) va boshqa detektor tajribalarida xabar qilingan qorong'u materiya signallarini tekshirish.[1][8] PandaX-I detektorida 100 kg dan ortiq ksenon ishlatilgan Xitoyda birinchi qorong'u materiya tajribasi bo'lib, uning hajmi faqat LUX Amerika Qo'shma Shtatlarida tajriba.[2]

PandaX-II, 2015 yil mart oyida qurib bitkazilgan va hozirda ishlab turibdi, 500 kilogramm (1100 funt) ksenondan (taxminan 300 kg ishonchli) foydalanadi.[10]:24–25 10-1000 GeV rejimini tekshirish uchun.[1][8][7] PandaX-II birinchi versiyadan qalqonni, tashqi idishni, kriyogenikani, tozalash vositalarini va umumiy infratuzilmani qayta ishlatadi, ammo ancha katta vaqt proyeksiyalash kamerasidan, yuqori tozaligi bo'lgan ichki idishdan foydalanadi (radioaktivligi kamroq) 60Co ) zanglamaydigan po'lat va kriostat[4][11]

PandaX-ning qurilish qiymati taxmin qilinmoqda AQSH$ 15 million, birinchi bosqich uchun boshlang'ich qiymati 8 million dollar.[8][7]

PandaX-II 2015 yil oxirida (21-noyabrdan 14-dekabrgacha) qisqa muddat foydalanishga topshirilgandan so'ng ba'zi fizika natijalarini keltirib chiqardi.[11] Hozirda 2018 yilgacha davom etadigan asosiy fizikadan oldin.[12]:213[10]:24

PandaX-II 100 kg ga nisbatan sezilarli darajada sezgir XENON100 va 250 kg LUX detektorlar.[10]:25[12] XENON100, yilda Italiya 2014 yilgacha bo'lgan uch-to'rt yil ichida keng doiradagi eng yuqori sezuvchanlikni keltirib chiqardi WIMP ommaviy,[3][8] ammo PandaX-II tomonidan sakrab tushdi.[12]:213 Spanda-mustaqil WIMP-nuklon tarqalishining PandaX-II kesmasi bo'yicha eng so'nggi natijalar 2017 yilda e'lon qilingan.[13] 2018 yil sentyabr oyida XENON1T tajriba 278,8 kun davomida to'plangan ma'lumotlarning natijalarini e'lon qildi va WIMP-nuklon spiniga bog'liq bo'lmagan elastik o'zaro ta'sirlar uchun yangi rekord chegarani o'rnatdi.[14]

PandaX-ning keyingi bosqichlari PandaX-xT deb nomlanadi. Ikkinchi bosqich CJPL-II laboratoriyasida to'rt tonnalik nishonga ega bo'lgan oraliq bosqich (PandaX-4T) qurilmoqda. Pirovard maqsadi - sezgir mintaqada o'ttiz tonna ksenonni o'z ichiga oladigan uchinchi avlod qorong'u materiya detektorini yaratish.[6]

Dastlabki natijalar

PandaX eksperimental uskunalarining aksariyati 2012 yil avgust oyida Shanxay Jiao Tong universitetidan Xitoyning Jinping yer osti laboratoriyasiga etkazib berildi va 2013 yilda ikkita muhandislik sinovlari o'tkazildi.[3] Dastlabki ma'lumotlar yig'ish jarayoni (PandaX-I) 2014 yil may oyida boshlangan. Ushbu natijalar natijalari 2014 yil sentyabr oyida jurnalda e'lon qilingan Science China Fizika, Mexanika va Astronomiya. Dastlabki davrda taxminan 4 million xom-ashyo qayd etildi, kutilayotgan energetika mintaqasida 10 000 atrofida WIMP qorong'u materiya. Ulardan faqat 46 ta voqea ksenon nishonining tinch ichki yadrosida qayd etilgan. Ushbu tadbirlar mos edi fon nurlanishi qorong'u materiyadan ko'ra. PandaX-I yugurishida kuzatilgan qorong'u modda signalining etishmasligi shunga o'xshash tajribalardan ilgari xabar qilingan qorong'u modda signallariga kuchli cheklovlar qo'yadi.[2]

Qabul qilish

Stefan Funk SLAC Milliy akselerator laboratoriyasi turli mamlakatlarda to'g'ridan-to'g'ri aniqlanadigan qorong'u materiyani ko'plab alohida eksperimentlar o'tkazishning donoligiga shubha bilan qaradi va "barcha pullarimizni to'g'ridan-to'g'ri aniqlash tajribalariga sarflashimiz bunga loyiq emas" deb izohladi.[8] PandaX vakili va Shanxay Jiao Tong universiteti fizigi Syangdong Dji, xalqaro hamjamiyat ikkitadan ortiq ko'p tonnali detektorlarni qo'llab-quvvatlashi mumkin emasligini tan oladi, ammo ko'plab guruhlarning ishlashi aniqlanish texnologiyasini tezroq yaxshilanishiga olib keladi.[8] Richard Gaitskell, LUX eksperimentining vakili va fizika professori Braun universiteti, izoh berdi: "Men Xitoyning asosiy fizika dasturini ishlab chiqayotganidan xursandman".[7]

Adabiyotlar

  1. ^ a b v d "PandaX Dark Matter Experiment". Shanxay Jiao Tong universiteti.
  2. ^ a b v d "PandaX-I eksperimentini o'tkazadigan Xitoyning yer osti laboratoriyasidan birinchi qorong'u narsalarni qidirish natijalari". Phys.org. 2014 yil 30 sentyabr.
  3. ^ a b v d "Xitoylik olimlar yangi er osti PandaX detektori bilan qorong'u moddalar zarralari dalillarini qidirmoqdalar". Phys.org. 2014 yil 23-iyul.
  4. ^ a b v d e f Tszyan (Tszyan) (2013 yil 5-iyun). "PandaX: Xitoyning Jinping yer osti laboratoriyasida to'g'ridan-to'g'ri qorong'i masalalarni qidirish tajribasi" (PDF). Shanxay zarralari fizikasi va kosmologiya simpoziumi 2013 yil. Shanxay Jiao Tong universiteti.
  5. ^ "PandaX Dark Matter Experiment: Team". Shanxay Jiao Tong universiteti.
  6. ^ a b Tszyan, Tszi (2017 yil 7–11 avgust). PandaX Dark Matter Search (PDF). TeVPA 2017.
  7. ^ a b v d e f Striklend, Eliza (2014 yil 29 yanvar). "Xitoyda ishga tushiriladigan eng chuqur yer osti quyuq detektori". IEEE Spektri. IEEE.
  8. ^ a b v d e f g Reyx, Eugenie Samuel (2013 yil 20-fevral). "To'q rangli ov chuqurlashadi". Tabiat. Tabiatni nashr etish guruhi. 494 (7437): 291–292. Bibcode:2013 yil natur.494..291S. doi:10.1038 / 494291a. PMID  23426301.
  9. ^ Giboni, Karl (2014 yil 15-17 dekabr). PandaX natijalari va Outlook (PDF). Kam energiyali noyob hodisalarni aniqlash uchun katta TPClar bo'yicha 7-simpozium. Parij.
  10. ^ a b v d Liu, Tszanglay (2015 yil 7–11 sentyabr). PandaX tajribasi va PandaX-I ning to'liq ta'siridan olingan natijalar (PDF). Astropartikula va er osti fizikasi mavzularidagi 14-xalqaro konferentsiya. Torino.
  11. ^ a b Tan, Andi; va boshq. (PandaX-II hamkorlik) (2016). "PandaX-II ishga tushirilishidan qorong'u materiyani qidirish natijalari". Fizika. Vah. 93 (12): 122009. arXiv:1602.06563. Bibcode:2016PhRvD..93l2009T. doi:10.1103 / PhysRevD.93.122009. S2CID  14367942.
  12. ^ a b v Liu, Tszanglay; Chen, Xun; Tszyan (Tszyan) (2 mart 2017 yil). "To'g'ridan-to'g'ri qorong'i moddalarni aniqlash tajribalarining hozirgi holati". Tabiat fizikasi. 13 (3): 212–216. arXiv:1709.00688. Bibcode:2017NatPh..13..212L. doi:10.1038 / nphys4039. S2CID  119425199.
  13. ^ PandaX-II hamkorlik; Tan, Andi; Syao, Mengjiao; Tsyu, Tszyan; Chen, Xun; Chen, Yunxua; Tish, Deqing; Fu, Changbo; Giboni, Karl (2016-09-16). "PandaX-II eksperimentidan olingan birinchi 98,7 kunlik ma'lumotlarning quyuq materiyasi natijalari". Jismoniy tekshiruv xatlari. 117 (12): 121303. arXiv:1607.07400. Bibcode:2016PhRvL.117l1303T. doi:10.1103 / PhysRevLett.117.121303. PMID  27689262. S2CID  31737914.
  14. ^ April, E .; va boshq. (XENON hamkorlik) (2018). "XENON1T ning bir tonnalik ta'siridan qorong'u materiyani qidirish natijalari". Jismoniy tekshiruv xatlari. 121 (11): 111302. arXiv:1805.12562. doi:10.1103 / PhysRevLett.121.111302. PMID  30265108.