液氙时间投影室是当前暗物质直接探测与低能中微子物理研究的主要实验手段之一。本文系统介绍该探测技术的基本工作原理、能量刻度方法与低本底控制策略,并以深地多吨级液氙实验(如 XENONnT 等)和面向地表反应堆环境的液氙实验(如 RELICS)为代表,分析其在不同物理场景下共性的方法学基础与差异化的本底控制思路。结合最新实验进展,文章梳理了液氙探测器在传统大质量 WIMP、亚 GeV 轻暗物质以及类轴子粒子搜寻中所达到的国际先进灵敏度;随着实验逐步逼近"中微子雾"(neutrino fog),其科学目标也由单一的暗物质搜寻拓展至中微子核反冲信号的直接测量,深地实验已对太阳中微子–原子核相干弹性散射给出首次观测结果,地表反应堆方案则有望进一步将该技术延伸至高通量近堆环境下的精密测量。面向未来,以 PandaX-xT 为代表的国内下一代多十吨级液氙天文台,连同 XLZD 等国际并行项目,正将液氙时间投影室推向兼具暗物质、Xe136无中微子双贝塔衰变与低能中微子研究能力的综合平台,为检验标准模型与寻找新物理提供持续而灵敏的实验探针。
Cai et al. (Wed,) studied this question.