🚀

Trình mô phỏng máy dò vật chất tối

Săn tìm hạt vô hình trong phòng thí nghiệm ngầm ảo

🚀 Thử ngay

Phát hiện vật chất tối là gì?

Dark matter makes up 85% of all mass in the universe, yet it's completely invisible. Detectors buried deep underground use liquid xenon to catch the incredibly rare moment when a dark matter particle bumps into an ordinary atom — like feeling an invisible cosmic wind.

Why does this matter? Understanding dark matter would revolutionize physics and reveal the hidden structure of our universe. The LZ experiment — the world's most sensitive detector — is 3 million times more sensitive than early detectors.

🎯 Mẹo sử dụng

📚 Thuật ngữ

WIMP
Hạt lớn tương tác yếu - một ứng cử viên lý thuyết hàng đầu cho vật chất tối. WIMP sẽ có khối lượng tương đương với các nguyên tử nặng nhưng chỉ tương tác thông qua lực hấp dẫn và lực hạt nhân yếu, khiến chúng cực kỳ khó bị phát hiện.
Liquid Xenon TPC
Buồng chiếu thời gian chứa đầy xenon lỏng siêu tinh khiết. Khi một hạt tương tác với xenon, nó tạo ra cả ánh sáng (sự nhấp nháy) và các electron tự do, cho phép tái tạo 3D vị trí và năng lượng của sự kiện.
Nuclear Recoil
Sự nảy lên của hạt nhân nguyên tử sau khi bị một hạt tới va chạm. Các cuộc tìm kiếm vật chất tối tìm kiếm hạt nhân xenon bị giật lại từ các va chạm WIMP, chúng tạo ra các tín hiệu ánh sáng và điện tích đặc trưng.
CEvNS
Tán xạ hạt nhân-neutrino đàn hồi kết hợp - một quá trình trong đó neutrino tương tác với toàn bộ hạt nhân nguyên tử chứ không phải các nucleon riêng lẻ. Được quan sát lần đầu tiên vào năm 2017, nó tạo ra các tín hiệu có thể bắt chước vật chất tối.
Neutrino Fog
Nền của tín hiệu neutrino (đặc biệt là từ neutrino mặt trời) trở nên không thể phân biệt được với tín hiệu vật chất tối tiềm năng ở năng lượng rất thấp, tạo ra mức độ nhạy cơ bản cho các máy dò.
Cross Section
Một thước đo xác suất mà hai hạt sẽ tương tác. Trong vật lý vật chất tối, nó định lượng khả năng WIMP phân tán ra khỏi hạt nhân. Được đo bằng cm vuông (cm2) hoặc picobarn.
Background Events
Các tương tác phi vật chất tối có thể bắt chước tín hiệu WIMP, bao gồm các tia vũ trụ, sự phân rã phóng xạ từ vật liệu máy dò và tương tác neutrino. Giảm nền là chìa khóa cho độ nhạy của máy dò.
Scintillation
Sự phát xạ ánh sáng khi một hạt tích tụ năng lượng trong vật liệu. Trong máy dò xenon lỏng, cả tia chớp ban đầu (S1) và tín hiệu trễ từ các electron trôi dạt (S2) đều được ghi lại.
Fiducial Volume
Vùng bên trong của máy dò nơi các phép đo đáng tin cậy nhất, cách xa các cạnh nơi bức xạ nền từ các bức tường của máy dò cao hơn.
Discrimination
Khả năng phân biệt độ giật hạt nhân (tín hiệu vật chất tối tiềm năng) với độ giật electron (nền) dựa trên tỷ lệ giữa tín hiệu ánh sáng và điện tích.
GeV/c²
Gigaelectronvolt chia cho bình phương tốc độ ánh sáng - một đơn vị khối lượng được sử dụng trong vật lý hạt. Một proton có khối lượng khoảng 0,938 GeV/c2. WIMP được đưa ra giả thuyết là có phạm vi từ vài GeV/c2 đến vài TeV/c2.
SURF
Cơ sở Nghiên cứu Dưới lòng đất Sanford — nằm ở Lead, Nam Dakota, gần một dặm (1.478m) dưới lòng đất trong Mỏ Vàng Homestake trước đây. Nhà thí nghiệm LZ.

🏆 Nhân vật chính

Fritz Zwicky (1933)

Lần đầu tiên đề xuất sự tồn tại của vật chất tối (dunkle Materie) vào năm 1933 dựa trên các quan sát về cụm thiên hà Coma

Vera Rubin (1970s)

Cung cấp bằng chứng thuyết phục về vật chất tối thông qua các phép đo chi tiết về đường cong quay của thiên hà cho thấy các ngôi sao có quỹ đạo nhanh hơn vật chất nhìn thấy có thể giải thích được

Rick Gaitskell (2022-present)

Người phát ngôn của thí nghiệm LZ tại Đại học Brown, đã dẫn đầu sự hợp tác đã đạt được sự cải thiện gấp 3 triệu lần về độ nhạy của máy dò trong sự nghiệp của mình

Chamkaur Ghag (2024)

Người phát ngôn quốc tế của LZ có trụ sở tại UCL, chỉ đạo các khía cạnh chính của việc phát triển máy dò và phân tích tìm kiếm WIMP

Ray Davis Jr. (1968)

Nhà vật lý neutrino đoạt giải Nobel có thí nghiệm Homestake kéo dài hàng thập kỷ trong cùng một hang động ở Nam Dakota hiện có LZ

Dan McKinsey (2012)

Đồng sáng lập thí nghiệm LZ và đi tiên phong trong công nghệ máy dò xenon lỏng tại Phòng thí nghiệm quốc gia UC Berkeley/Lawrence Berkeley

Hugh Lippincott (2024-2025)

Nhà vật lý thực nghiệm UCSB và cộng tác viên chủ chốt của LZ, người đã giúp thiết lập giới hạn cho các đặc tính của vật chất tối WIMP

🎓 Tài nguyên học tập

💬 Lời nhắn cho người học

Vật chất tối là một trong những bí ẩn lớn nhất của khoa học - chúng ta biết nó ở ngoài kia đang định hình vũ trụ, nhưng chúng ta chưa bao giờ nắm bắt được nó một cách trực tiếp. Mọi kết quả vô giá trị từ những thí nghiệm như LZ không phải là một thất bại; đó là một bước gần hơn để hiểu vật chất tối thực sự là gì. Máy dò mà bạn đang mô phỏng thể hiện sự khéo léo của con người trong nhiều thập kỷ và sự hợp tác của 250 nhà khoa học từ 37 tổ chức. Có lẽ bạn sẽ được truyền cảm hứng để gia nhập thế hệ thợ săn vật chất tối tiếp theo. Hãy nhớ rằng: vũ trụ hầu như vô hình và việc khám phá những gì ẩn giấu trong bóng tối có thể định hình lại mọi thứ chúng ta biết về thực tế.

Bắt đầu

Miễn phí, không cần đăng ký

Bắt đầu →