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银河系异常辐射或是暗物质?暗物质究竟是否存在?

编辑: 路逍遥 关键词: 宇宙探索 来源: 逍遥右脑记忆

【科技讯】8月28日消息,据媒体报道,在过去的半个世纪里,宇宙大爆炸理论很好地描述了我们观测到的宇宙。这种宇宙论得到了许多观测数据的支持,包括无处不在的宇宙辐射场、星系在天空中的分布情况和星系团的碰撞。但没有一个理论能解释暗物质究竟是什么,这真是物理学中一个尚未解决的巨大问题。

不过,根据欧空局普朗克卫星最新的观测结果,尼尔斯•波尔研究所的科学家或许能比以往任何时候都更加接近解开暗物质的起源之谜。普朗克最新的观测资料揭示出我们银河系本身有非同寻常的辐射,这为我们理解宇宙中时间、空间和物质的基本性质打开了一扇新的窗户。

来自哥本哈根大学尼尔斯•波尔研究所的宇宙学教授帕维尔•纳塞格(Pavel Naselsky)说:“我们观测到了来自银河系中心的奇特辐射。通过不同的手段从杂乱的电磁波谱中分离出信号,我们能够确定信号的波谱,该辐射信号来自于同步辐射。同步辐射是由高能电子和正电子围绕银河系中心磁场的磁感线做螺旋运动发出的,这一点强烈的表明正负电子来自于暗物质的湮灭。”

尼尔斯•波尔研究所的科学家通过计算指出,暗物质可能是由非常重的粒子组成的,大约是希格斯粒子质量的10倍、质子质量的1000倍。但暗物质有一个非常奇特的性质,那就是不与普通的物质相互作用。暗物质粒子通常非常分散,相互之间很少发生碰撞。

理论表明,在围绕银河系的中心区域有大量的暗物质聚集。我们有强有力的论证表明,暗物质粒子会在那里发生碰撞,在碰撞的过程中就可以产生电子和正电子。这些电子和正电子开始围绕银河系中心磁场的磁感线做螺旋运动,这样就能发出非同寻常的同步辐射。

不过,一切还需要更多探索和研究才能确定暗物质存在的真实性。

在美国南达科他州进行的大型地下氙实验探测器(LUX)是世界上最大的暗物质探测器,能够探测到最微量的亚原子粒子。然而,寻找暗物质可不是一件简单的事。到目前为止,探测器也只是捕获了宇宙噪声。

寻找暗物质的方法主要有三类:人工制造(在粒子加速器中)、间接检测和直接检测。最令人兴奋的是最后一类,研究者试图在野外捕捉WIMP。

LUX是新一代超敏感实验的顶尖设备,主要探测 WIMP 与普通原子核的相互作用。这些检测目标通常非常单一,例如,将原始的元素锗或氙冷却到极低温度并且屏蔽来自外部的粒子,因为离散的粒子会以任何可能的方式潜入,所以就可以通过密切监测、精确统计闯入粒子的相互作用来确认真正的暗物质相互作用事件。这种相互作用非常弱,检测起来却困难重重。

暗物质可能和普通物质一样的复杂。目前寻找暗物质的方法可能忽略了这种复杂性,比如暗物质生命,甚至暗物质化学。通过前面的方法,我们可能发现一种粒子,但只能解释一小部分预期的暗物质。

此外,中国物理学家报告了PandaX暗物质探测器的最新结果,没有发现暗物质信号。这一结果并不出人意料,比它更灵敏的美国LUX探测器也没有发现暗物质信号。

PandaX是 “粒子和天体物理氙探测器”(Particle and Astrophysical Xenon Detector)的英文简写,是中国第一个大规模的惰性气体暗物质探测实验,运行在位于锦屏山二滩水电站的一个长17.5公里隧道中间,岩石深度 2400米,最大限度的减少宇宙射线对实验的干扰。

实验第一阶段使用了125公斤级液氙,它的最终目标是建成吨量级的液氙暗物质探测装置。


本文来自:逍遥右脑记忆 http://www.jiyifa.cn/tansuo/349570.html

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