从2009年开始，中国科学家开始在地下2400米深的中国锦屏地下实验室内建设基于液氙的暗物质探测器PandaX，正式加入了暗物质探测的国际竞争。在接下来的十几年当中，他们先后成功运行了120kg级的PandaX-I，580kg级的PandaX-II和4吨级的PandaX-4T，将可能的暗物质粒子与普通物质原子核碰撞的截面上限压低了两个数量级，成为了世界领先的液氙探测器之一。
现在，他们又提出了一项对PandaX-4T实验的重大升级计划，称为PandaX-xT。该数十吨级液氙探测器将成为一个超低本底的通用观测站，显著提升我们对暗物质和中微子性质的理解，也对其他稀有事例进行高灵敏度的探索。
图1 PandaX-xT的探测器设计图
PandaX-xT设计包含一个具有43吨灵敏区域的液氙探测器，并采用了多项创新设计提升对本底的抑制。通过200吨×年左右的曝光量，PandaX-xT实验能将暗物质直接探测的灵敏度提高近两个数量级，接近所谓的“中微子地板”，对质量超过10 GeV/c²的弱相互作用大质量粒子（WIMP）模型做出关键的检验。此外，通过在探测器中搜索Xe-136同位素的无中微子双β衰变，对等效马约拉纳中微子质量的探测灵敏度达到10 - 41 meV/c²，在中微子反序的假设下，对中微子的狄拉克/马约拉纳性质做出重要判断。PandaX-xT还将能够以前所未有低本底水平来测量和搜索天体中微子及其他超稀有相互作用，寻找新物理的线索。PandaX-xT也计划了更远期的升级方案，例如将自然氙的同位素进行分离，从而进一步提高对于特定稀有物理现象的探测灵敏度。
图2 中国科学家为PandaX-xT实验建设的研发平台
[点击下方链接或阅读原文]
