欧洲核子研究中心批准粒子发现新实验 找寻暗物质存在线索

中新网3月7日电(记者胡定坤)几天前，欧洲核研究中心(CERN)宣布，将启动一项新的实验，利用大型强子对撞机(LHC)寻找弱相互作用粒子，包括与暗物质密切相关的“暗光子”。

与光束平行产生的弱相互作用粒子可以行进数百米而不与任何物质相互作用，然后被转换成已知的可检测粒子，例如电子和正电子。大型强子对撞机的现有探测器，如大型离子对撞机实验(ALICE)、超强子仪器实验(ATLAS)、小型μ子线圈实验(CMS)和底部夸克实验(LHCb)，不适于探测弱相互作用粒子。

为此，欧洲粒子物理研究所将在2021年启动“前向搜索实验”(FASER)，作为物理超越对撞机(PBC)研究项目的一部分。因为弱相互作用的粒子高度平行于束线，并且散射表面非常小，所以这种需要高灵敏度的实验任务可以用较小的实验装置来完成。FASER探测器的长度不到5米，其核心圆柱形结构的半径只有10厘米，可以找到弱相互作用粒子的“衰变产物”。它将安装在ATLAS和LHCb之间传输管道沿线的隧道中，位于目标ATLAS碰撞点下游480米处。

为了节省实验资金和时间，FASER探测器将使用ATLAS和LHCb项目的备件，这些项目将通过16个研究机构建立，由西蒙斯基金会和西蒙斯基金会提供资金支持。FASER实验团队将利用大型强子对撞机的暂停和升级时间完成探测器安装等实验准备工作，并在2021年大型强子对撞机重启时开始收集实验数据。

暗物质是一种不与电磁力相互作用的假设物质，所以它不能被发射的光直接探测到。天体物理学证据表明，暗物质占宇宙的27%，但它从未在实验室被观察和研究过。FASER实验搜索到的粒子包括与暗物质密切相关的“暗光子”，一旦成功，将为暗物质的存在提供强有力的证据。