作者在XENON100暗物质探测实验中，首次发现杂质的光电离机制并建立了杂质的光电离模型，揭示了实验中一类噪音信号的物理机制，解决了长期困扰合作组的中子散射模拟问题，降低了中子本底及其测量误差；首次通过模拟给出了低能信号触发效率的正确计算结果；评估了探测器的非线性响应对杂质Kr85测量结果的影响。这些工作有效提高了该实验探测暗物质的灵敏度和准确度。

暗物质之谜被认为是当前物理界最具挑战性的问题，物理学家们正在采用各种手段来解决相关问题，其中利用地下实验室的直接探测实验是最重要的科学手段之一。XENON100合作组于2011年4月13日公布了在意大利Gran Sasso国家实验室中暗物质探测的最新结果，实验灵敏度大大领先于国际同类实验，对暗物质性质提供了迄今最强的限制，并且以90%的置信度排除了DAMA、CoGeNT实验的暗物质解释。在XENON100探测暗物质的过程中，有诸多因素会对暗物质探测的灵敏度和准确度造成很大影响。作者参与XENON100实验并解决了数据分析中的一些关键问题，为取得最终结果奠定了基础。作者的研究工作主要有以下几个方面：
1）噪音干扰及中子散射模拟问题
XENON100采用“二相型氙”技术探测粒子与原子核作用而产生的闪光和电离信号，分别记为S1和S2。然而数据中物理信号波形上常伴随着很多小S2噪音信号（简称小S2）。由于可能来自暗物质的信号都很小，能否降低此类噪音的干扰对暗物质探测的灵敏度有重大影响。作者首次建立了液氙中杂质的光电离模型，揭示了小S2产生的物理机制。作者据此对不同能量区域的小S2做了精确定量的分析，并且给出了鉴别该类噪音信号的方案。另外，该方案可用于定义鉴别中子单步散射和多步散射的新方法，新方法不仅成功地解决了长期困扰XENON100合作组的中子散射模拟问题，而且极大地降低了中子本底及其测量误差，从而有效地提高了暗物质探测的灵敏度和准确度。
2）低能信号触发效率的精确计算
为了有效降低暗电流对信号的干扰，XENON100实验数据分析中要求每个事例的光信号被2个以上的光电管同时接收。作者首次发现合作组2010年采用的触发效率计算方法并不准确，并利用合作组研发的模拟软件给出了精确计算触发效率的方法，该方法进一步被哥伦比亚大学的合作者验证而被采用，为XENON100实验灵敏度的准确计算奠定了基础。
3）杂质Kr85含量的精确测量
作者发现并评估了探测器的非线性响应对杂质Kr85含量测量的影响，给出了更准确的测量方法，该方法进一步被苏黎世大学的合作者验证。以该结果为基础的模拟本底能谱与实验数据完全吻合，从而为探测器电子反冲本底的准确估计奠定了基础。
以上研究成果是2011年4月13日公布的XENON100暗物质探测结果的重要组成部分。不仅如此，杂质的光电离模型在理解同类探测器信号特征中有一定的借鉴意义，在XENON100将来的数据分析中会发挥重要作用。鉴于对该结果的独到贡献，作者被合作组破例列为该结果的唯一本科生作者。

第十二届“挑战杯”作品 一等奖
[1] Dark Matter Results from 100 Live Days of XENON100 Data, arXiv:1104.2549将发表于物理学顶级期刊Physical Review Letters（IF 7.4），据Spires数据库统计，从4月13日发布至今仅两个月内已被引用44次，并得到Nature，Science等杂志的高度评价。大型粒子实验作者按姓氏排名，申报人为唯一的本科生作者。
[2] Implications on Inelastic Dark Matter from 100 Live Days of XENON100 Data, arXiv:1104.3121v1 将发表于物理学期刊Physical Review D（IF 4.9）上，据Spires数据库统计，该文章至今被引用6次。申报人为唯一的本科生作者。