四川
正电子素是什么？电子和正电子撞一起，会短暂绑成一对，叫positronium（Ps）。只含轻子，不含夸克，干净得像白纸。
量子电动力学算得死死的：自旋反平行的仲正电子素（p-Ps）放两个光子，自旋平行的正正电子素（o-Ps）放三个光子。
一旦实测“少一个光子”或“总能量对不上”，就有戏——暗光子、轴子样粒子、毫电荷粒子，可能把能量偷走了。
韩国庆北国立大学KAPAE Phase II就干这个。探测器刚从地面搬进地下，目标：把正电子素不可见衰变分支比上限压到10⁻⁸，比世界最好成绩再严一个数量级。
o-Ps在真空里只有142纳秒寿命。探测器必须把正电子素形成区围得密不透风，不能有死区。
但正电子源和触发器得放进去，伽马射线又可能从缝里溜走。任何逃逸的普通湮灭光子，都会伪装成“能量丢失”。
方案是5×5的BGO晶体阵列。BGO是锗酸铋，密度高、有效原子序数大，对511 keV和1275 keV伽马射线拦得住。
大多数晶体30×30×150毫米。正中间那块切成两半，变成两个30×30×75端盖晶体，中间塞²²Na源和触发器。端盖间距可调，换配置不用拆整个量热器。
Phase I用高度分割BGO加双端SiPM读出，通道太多、段间死区太大，搜不可见衰变吃亏。Phase II换思路：光子收全优先，死区最小化，读出简化，长期稳定压倒一切。低温下BGO光产额提高，SiPM暗噪声下降，分辨率跟着改善。
地面正电子-伽马符合本底约1 Hz，偶尔爆到65 Hz；地下掉到3×10⁻⁴ Hz以下。铅铜屏蔽挡环境放射性。岩石压宇宙线、铅铜挡外部辐射、低温降噪声、BGO保证不漏——四层防御。
目前世界最好成绩是ETH Zurich的4.3×10⁻⁷。KAPAE Phase II瞄准10⁻⁸，再压一个数量级。对隐藏扇区模型，这足以产生实质约束。
实验逻辑很直白：²²Na发出正电子，触发器先tagging到它；正电子在中心形成正电子素并湮灭；周围BGO什么都没测到，就是完全不可见衰变候选。部分不可见则表现为：tagging到了正电子，BGO只测到一个能量异常的单光子。
全球正电子素不可见衰变搜索，正从“有没有”走向“有多少”。J-PET用塑料闪烁体，ETH Zurich用4π BGO量热器，还有HPGe方案，各自逼近。
中国有底子。锦屏地下实验室的PandaX、CDEX已经把深地低本底技术跑通。中科大、中科院高能所在正电子素物理上有长期积累——激光激发、精密测量、慢正电子束。这些能力一旦和深地平台结合，完全可能在这个前沿方向形成竞争力。
这类实验不依赖大型加速器，不依赖核反冲，纯粹靠“能量守恒被破坏”抓新粒子。灵敏度每提一个数量级，就有一批暗光子、轴子样粒子模型被逼到墙角。
地下一千米，BGO晶体在低温里安静等着。正电子素一旦“消失”，它就会知道。
— 感谢阅读 · 欢迎点赞关注 · 小编 —
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
