《XENON100暗物質實驗的數據分析》是依託上海交通大學，由倪凱旋擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：XENON100暗物質實驗的數據分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：倪凱旋
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對暗物質本性的研究是國際上一個非常熱門的前沿研究課題。其中，利用極深地下實驗室中高靈敏的探測器尋找暗物質直接碰撞產生的信號是一個重要的研究手段。本項目將對目前正在義大利Gran Sasso地下實驗室中運行的XENON100暗物質實驗數據進行分析，發展相應的數據處理和分析方法，對多種不同的暗物質理論模型進行探索和限定。XENON100實驗已經積累了100多天的暗物質採集數據，比之前發表的結果所用數據量提高了近10倍。因此，這批新數據將對多個理論模型，包括輕質量暗物質、非彈性散射暗物質、以及與自旋相關的暗物質作用截面等參數的靈敏度比現有最好結果提高5－10倍。XENON100在今後幾年還會採集更多的數據，其靈敏度已經或即將進入某些新物理模型（比如超對稱）所預言的核心區域，極有可能探測到暗物質信號。本項目申請人曾任XENON100數據分析組協調人，將領導交大團隊在新一批的數據分析中發揮重要作用。
結題摘要
暗物質問題是當今世界最重要的科學謎團之一，而基於極深地下實驗室的暗物質直接探測實驗成為理解暗物質本性的一個重要研究手段。位於義大利Gran Sasso國家地下實驗室的XENON100實驗採用國際最領先的基於液氙的探測手段成功採集了大量暗物質探測數據。這些數據中很可能包含暗物質存在的證據，因此，合理分析XENON100實驗數據成為近幾年理解暗物質本性的關鍵問題。本課題組積極參與了XENON100實驗的暗物質數據分析工作，並在發展數據分析方法，模擬探測器回響和闡述物理結果等方面做出了關鍵性貢獻。利用這些數據，XENON100未發現暗物質存在的證據，給出了暗物質與原子核相互作用的最強限制，排除了主流理論預言的參數空間並排除了DAMA/LIBRA等實驗疑似信號來自暗物質的可能。另外，我們發展了XENON100探測器探測電子反衝信號並第一次證明了液氙暗物質探測器可以用於尋找暗物質年周期性變化信號。利用XENON100實驗數據，我們未發現顯著的暗物質年周期性變化信號並排除了DAMA/LIBRA實驗年周期性信號來自暗物質電子反衝的可能性。這些數據分析方法和成果對未來XENON1T實驗的有重要的參考價值。
