LZ暗物质实验实现双重突破：刷新探测灵敏度并首次捕捉太阳中微子

近日，由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室领导的LUX - ZEPLIN(LZ)实验公布了在寻找暗物质方面的破纪录最新成果。暗物质是一种难以捉摸的物质，被认为构成了宇宙的85%，探寻它是现代物理学的核心挑战。

LZ是目前世界上最灵敏的暗物质探测器，汇聚了来自37个机构的250名科学家和工程师，利物浦大学物理系的核心团队也在其中。该实验在南达科他州桑福德地下研究设施地下近一英里处开展，以前所未有的细节探寻暗物质痕迹。

此次LZ的最新成果颇丰，扩展了对低质量暗物质的搜索范围，对主要暗物质候选者弱相互作用大质量粒子(WIMP)设定了世界领先的限制。同时，首次探测到来自太阳的中微子信号，这是灵敏度方面的重大里程碑。此次分析基于2023年3月至2025年4月期间417天的实时数据，虽未发现质量介于3GeV/c²和9GeV/c²之间的WIMP，但高于5GeV/c²的世界领先结果缩小了暗物质可能的存在及相互作用方式。

利物浦大学的物理学家自2014年起便是LZ合作项目的一部分，提供了技术、硬件和软件专业知识。在谢尔盖·布尔金教授带领下，团队负责维护和操作LZ外探测器的光学校准系统，伊万·弗雷泽博士还开发了用于数据分析等的复杂机器学习算法。

LZ探测器凭借极高灵敏度，以全新方式探测到硼 - 8太阳中微子，将置信度提高到4.5σ，超过了“证据”的3σ阈值。未来，LZ计划到2028年收集超1000天的实时搜索数据，进一步探寻暗物质。