9月23日消息,据美国化学会《化学与工程新闻》(C&EN)报道,本月初研究人员在日本一场会议上报告:美国南达科他州地下深处一台大型超纯液氙探测器记录到几次闪光,经过数月分析仍无法用任何常规事件解释——这些闪光可能成为暗物质存在的首个直接证据。

暗物质似乎属于物理学范畴,但世界上最先进暗物质探测器的核心,恰恰是依靠化学方法制备、提纯和定制的材料。麻省理工学院物理学家Benjamin Lehmann介绍,宇宙中可见物质只是极小一部分,不可见的暗物质据估计约占全部物质的85%。为寻找暗物质,物理学家采取三大策略:用粒子对撞机“制造”它、用太空望远镜“观测”它,或在地下实验室“守候”它与普通物质碰撞的信号——最后一种策略对材料纯度的要求最为苛刻。

探测器材料中任何痕量放射性杂质都会产生假信号,淹没暗物质碰撞事件。因此从液氙的持续纯化、超纯晶体的生长,到探测器部件的低本底选材与清洗,均需要超高水平的分析化学与提纯工艺支撑。报道援引一位参与合作的化学家的话称:“我是一名混在物理学家中间的化学家,从未想过化学研究竟让我成为暗物质搜寻合作组的关键成员。”

对化学工业而言,这类基础物理大科学装置代表了超高纯试剂、特种气体(氙、氩同位素)及低本位材料的极端需求场景。液氙探测器单台装料可达数吨级,超高纯氙的制备与循环纯化技术掌握在少数工业气体公司手中,暗物质探测、中微子实验等项目的持续建设为高纯特种气体提供了稳定的高端需求。 (来源:Chemical & Engineering News)