PandaX-II合作组发表轻传播子暗物质的最灵敏探测结果
期次：第1612期
本报讯 7月12日，《物理评论快报》以“编辑推荐”的形式在线发表了 PandaX-II 合作组针对轻传播子暗物质的探测结果。这是国际上首次由暗物质直接探测合作组给出的有关该类型暗物质的实验结果。
暗物质被大量的天文观测所证实。但是，暗物质如何和普通物质发生引力之外的相互作用（如果有的话），到如今还是一个未解之谜。一直以来，直接探测实验，都以探测一种被称为弱相互作用重粒子（WIMP）的暗物质为主要目标之一。WIMP 粒子和普通物质，通过一个质量很大（大约100-1000倍于质子质量）的传播子来相互作用，WIMP 粒子间不发生引力外的相互作用。
上海交通大学物理与天文学院 PandaX-II 实验团队和加州大学河滨分校理论学家 Hai-bo Yu 合作，利用 PandaX-II 实验2016年和2017年采集的54吨天曝光量的数据，首次给出了针对轻传播子（质量为1/1000到1倍质子质量）的暗物质模型的探测结果，并系统地研究了暗物质与核子反应截面的上限和传播子质量的关系。研究发现，在传播子质量为1/1000-1/10质子质量的区间，暗物质-核子截面的上限比通常的WIMP-核子截面的上限要弱许多，甚至高达几个数量级。这对未来进一步提升探测灵敏度提出了新的要求，特别是降低探测阈值将是未来实验的重点攻克难题之一。
（杨勇）