據物理學家組織網27日報道，美國能源部近日正式確認，美國迄今旨在直接探測暗物質的最大實驗設施——LUX-ZEPLIN(LZ)竣工，研究人員目前正對其進行測試。

暗物質約占宇宙所有物質的85%。我們知道它的存在是因為探測到它對普通物質的引力作用，但我們還不知道它究竟是“何方神圣”，弱相互作用重粒子(WIMP)和軸子都被認為是暗物質候選粒子。LZ是一項超靈敏的暗物質搜索實驗，將使用10噸液氙尋找WIMP與氙原子核相互作用時出現的閃光。

2012年，國際團隊提出，將大型地下氙(LUX)項目和液態惰性氣體閃光實驗(ZEPLIN)合二為一，組建世界上迄今最靈敏的WIMP探測項目——LZ。2017年美國能源部正式批準最后設計方案，來自美國、英國等國37個研究機構的200多位科學家和工程師將展開合作。

LZ的設計原理是，當暗物質粒子與液氙原子碰撞時，液氙腔內的電子會向頂部飄移，迅速產生閃光。這些攜帶暗物質粒子信號的光脈沖，會被排列在大型容器內的光電倍增管捕獲。

LZ建于南達科他州桑福德地下研究中心內，位于地下約1609米處。這一深度使其可以自然屏蔽不斷轟擊地球的宇宙射線(宇宙射線產生的“噪音”可能淹沒科學家正在尋找的WIMP與氙相互作用產生的信號)。此外，LZ的零件都是經過單獨選擇并經過測試的低輻射組件，以盡量降低背景噪音。

勞倫斯伯克利國家實驗室的物理學家西蒙·菲奧魯奇是LZ的運營經理，他說：“我們正在對探測器進行調試，即所謂的‘測試階段’，并將在明年查看LZ提供的數據。”

研究人員解釋稱，LZ與其“前身”LUX實驗差別較大。LUX使用約300公斤液態氙，而LZ將使用10噸液態氙。后者探測暗物質粒子相互作用的靈敏度約為前者的100倍。