COSINE-100实验调查暗物质之谜

耶鲁大学的科学家们参与了一项新的国际实验，该实验挑战了先前关于检测非发光暗物质的说法。

天体物理学证据表明宇宙含有大量不发光的暗物质，尽管许多实验小组共同努力，但没有观察到它的明确信号。这方面的一个例外是DArk MAtter(DAMA)合作的长期争论声明，该合作报告了其钠碘化物探测器阵列中暗物质的积极观察结果。

位于韩国阳阳地下实验室的地下暗物质探测器的新型COSINE-100实验已开始探索DAMA的主张。这是第一个足以测试DAMA并使用相同的碘化钠靶材料的实验。

自2016年以来，COSINE-100一直在记录数据，现在已经初步确认了DAMA的结果。这些研究结果发表在本周的“自然”杂志上。

“20年来我们第一次有机会解决DAMA难题，”耶鲁大学物理学教授Reina Maruyama说道，他是COSINE-100的联合发言人，也是新研究的合着者。

COSINE-100的第一阶段工作是通过在探测器的预期背景上寻找具有正确能量和特征的过量信号来搜索暗物质。在这项初步研究中，研究人员发现其数据中没有超出信号，使得DAMA的年度调制信号与其他实验的结果不一致。COSINE-100科学家指出，需要数年的数据才能完全证实或反驳DAMA的结果。

COSINE-100实验使用8个低背景，掺铊的碘化钠晶体排列成4×2阵列，总目标质量为106千克。每个晶体通过两个光传感器耦合，以测量晶体中沉积的能量。

将碘化钠晶体组件浸入2,200L的发光液体中，这允许鉴定和随后减少由晶体观察到的放射性背景。探测器包含在铜，铅和塑料屏蔽组件的嵌套排列中，以减少外部辐射以及宇宙射线μ子的背景贡献。

COSINE-100合作包括来自美国，韩国，英国，巴西和印度尼西亚的50名科学家。实验所在的阳阳地下实验室由韩国基础科学研究所(IBS)的地下物理中心运营。

“初步结果显示了由DAMA信号绘制的可能暗物质搜索区域的相当一部分。换句话说，除非暗物质模型被显着修改，否则这个声称从暗物质相互作用的空间很小。 “COSINE-100的另一位联合发言人Hyun Su Lee和IBS地下物理中心的副主任说。

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