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碘化钠晶体 碘化钠晶体探测器原理

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

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在世界各地远古和近代的神话中，常常有这样的情节:一束光或者一个隐身人可以自由地穿过大山、墙壁、人体甚至大海而不留痕迹。

其实在现实中，科学家发现的确有我们肉眼看不见的神秘物质，它们把大山、墙壁、人体甚至大海都当作是透明的空气一样，随便穿越而不留下任何痕迹。

由于这种物质本身不带电荷，不与电子发生干扰，所以不但肉眼看不见，甚至无法被电磁波捕捉到，可以算得上是真正的“透明”。然而，中国科学家的实验还是探测到它们存在的证据。

中国和意大利的科学家在1992年开始实验，终于在2000年获得突破发现，引起国际上极大的轰动。

这支8人的科学家队伍中一半来自中科院高能物理研究所，中方首席代表是戴长江研究员。

他们探测到当这种物质在偶尔穿越碘化钠晶体时同样不会留下任何痕迹，但是偶尔会撞击晶体中的原子核时，则会发出微弱光线。

尽管这一微弱光线肉眼看不见，但是通过光电倍增管会捕捉到这丝光线并转化成电信号(脉冲)，然后这一脉冲会在示波器上显示出来。科学家以此推断这种幽灵一样的神秘物质很重，它的例子重量至少是质子的50倍。

由于这种物质有质量又无法观测，不与已知的粒子发生任何作用，科学家就把它称作暗物质。把它的粒子叫为“WIMP”，即弱相互作用重粒子。

在意大利的实验室中，科学家使用的是碘化钠晶体，戴长江研究员相信换用别的晶体后，会得到更好的实验效果，他采用了氟化钠晶体，并在继续研究在氟化钠晶体中加入另外几种晶体制成复合暗物质探测器。

目前使用的氟化钠晶体是一根直径2~3厘米，常悦10厘米的晶莹透明的圆柱体，当WIMP上亿次的穿过氟化钠晶体时，偶尔会有一些粒子与晶体的原子核发生碰撞，然后发出微弱光线就被仪器捕捉并记录下来，而且比碘化钠具有更好的粒子分辨能力。

意大利格朗萨索实验室，在1000米厚岩层的山洞中

为了避免宇宙射线、电磁干扰等其他的“噪音”，这个实验必须在极深的山洞里做，山洞的岩石厚度至少要超过500米。因为宇宙中的大多数射线中的粒子都无法穿越这么厚的岩石，经过过滤，山洞里就只剩下这群游荡在宇宙中的神秘物质。

现在科学家们已经直到暗物质的密度非常小，但是数量非常庞大，它们的总质量占到宇宙的26%，宇宙中大量分布着这种暗物质。它们在宇宙中就像是密布的暴雨，而且相对太阳以230千米/秒的速度在宇宙中游荡。

比如我们在倾斜的雨幕中奔跑，如果奔跑的方向冲着雨幕倾斜的方向，则雨滴落在身上的速度要比顺着雨幕倾斜的方向跑要大，身上就会落更多的雨滴。

绕着太阳公转的地球就好比是在暗物质组成的暴雨中奔跑的人，这就形成了一个有趣的现象，在每年的6月2号，山洞中的氟化钠晶体与WIMP粒子碰撞的几率就更大。这种周期的变化，也更加佐证了暗物质的存在。

暗物质的存在可以有力支持宇宙大爆炸理论，还可以支持超对称粒子理论(反物质)，对人类研究宇宙具有重大意义。

本文到此结束，希望对大家有所帮助呢。