一个包括西北大学在内的国际合作团队在暗物质直接探测方面取得阶段性进展。合作团队3月17日宣布，位于加拿大SNOLAB地下约两公里处的超低温暗物质搜索实验（SuperCDMS）已完成降温并达到工作温度。

SuperCDMS的运行温度仅比绝对零度高约千分之一度，约为深空温度的100倍以下。合作团队表示，极端低温有助于显著降低由原子振动带来的热噪声，从而提高分离暗物质微弱信号的可能性。

随着冷却里程碑完成，项目将从建设阶段转入搜索准备阶段。研究人员将启动暗物质探测器并开展校准工作。该探测器使用的超导传感器需要在极低温环境下运行。合作团队称，如设备按预期工作，实验有望实现迄今对低质量粒子最敏感的探测能力，这类粒子的质量约为单个质子的一半。

西北大学韦恩伯格文理学院物理与天文学教授、该校SuperCDMS项目负责人Enectali Figueroa-Feliciano表示，达到目标超低温意味着实验跨过关键门槛，探测器已具备开展校准并为首次暗物质搜索做准备的条件。

SuperCDMS合作由美国能源部斯坦福直线加速器中心（SLAC）国家加速器实验室牵头，成员来自24家机构。该实验旨在寻找轻质量暗物质粒子。合作团队介绍，这类粒子与普通物质的相互作用极其微弱，迄今尚未被直接探测到。为捕捉潜在信号，实验采用超纯硅和锗晶体并配备超导传感器；若暗物质粒子与晶体发生碰撞，可能产生微小振动与电信号，由传感器记录。

为在数据分析中区分暗物质相互作用与背景事件，研究人员需要掌握探测器对已知粒子相互作用的响应。合作团队称，西北大学与费米国家加速器实验室（Fermilab）共同牵头开展相关测量工作。

Figueroa-Feliciano团队在费米实验室地下106米处建设了西北大学地下实验场所NEXUS。该场所利用地下环境与厚重铅屏蔽降低宇宙射线干扰，以避免其掩盖暗物质可能产生的微弱信号。合作团队表示，团队将利用NEXUS的地下条件、中子束及专用中子探测器，模拟SNOLAB实验中预期的相互作用，用于校准探测器并测量电离产额等关键参数，以支撑后续数据解读。

除暗物质搜索外，合作团队还表示，SuperCDMS的高灵敏度将使研究人员能够探测此前难以触及的能量尺度，并可能观察到新的粒子相互作用。

SLAC科学家、探测器设计者Noah Kurinsky称，与此前在明尼苏达开展的SuperCDMS Soudan实验相比，新一代探测器配备更多传感器，并结合新的模拟工具与人工智能辅助重建，预计将获得比早期预期更为丰富的数据。