神秘粒子至今仍无法找到,暗物质真的存在吗?

  • 时间:
  • 浏览:0

11月9日消息 据《自然》杂志报道,物理学家在追寻暗物质的旅途中不并能懊恼,理论来说,絮状且难于探测的暗物质被认为占到宇宙总质量的85%。操作当今世界上最灵敏暗物质探测器的科学团队报告称,大伙儿先要找到这一粒子,长时间一无所获的探测对物理学家此前的理论提出挑战。

10月500日,处在意大利格兰萨索国家实验室的XENON1T研究人员发表最新的研究报告,持续了500多年的暗物质追寻之旅仍然毫无进展。中国暗物质研究人员在同一天发表研究报告,同样是空手而归。欧洲核子研究中心(CERN)使用太空望远镜进行的尝试也未发现任何暗物质粒子的踪影。

(科学家正在XENON1T设备上工作,XENON1T是当今世界最灵敏的暗物质实验设备。图:XENON Collaboration)

研究人员难以对这一结果进行解释。“大伙儿儿对宇宙在更深度1面上要怎样运作无须了解。”俄亥俄州凯斯西储大学天体物理学家史黛西·麦高(Stacy McGaugh)说。

自20世纪500年代以来,物理学家们已普遍接受了暗物质的处在,这一理论并能很好解释为什么么么质量巨大和高速旋转的前提下,星系还能保持完正而是是不是四散开来。研究人员推测,隐形的暗物质充斥在星系之中并维持其稳定。当暗物质理论成功预测到宇宙微波背景辐射(CMB)的扰动时,物理学家更加坚定了对该理论的信心。

基于哪些地方地方观测结果,科学家在20世纪500年代提出,暗物质由于由“大质量弱相互作用粒子”(Weakly interacting massive particles,简称WIMP)组成。这一假设与物理学家对宇宙的演化假说相吻合。另外,WIMP的独底部形态质并能对应上粒子物理中的超对称预测。

最新一轮的实验结果似乎排除了最为简洁、优雅的超对称假说,让大伙儿怀疑这一粒子是是不是好多好多 神秘的暗物质。科学家们认为,由于简单的超对称假说无法成立,不并能任何WIMP粒子同这一物质间的相互作用更将更加微不可测。“这是是不是WIMP范式的大撤退,但这嘴笨 是重心上的转变。”伊利诺伊州费米国立加速器实验室的物理学家丹·霍珀(Dan Hooper)说。

作为WIMP模型的早期支持者,普林斯顿大学理论天体物理学家大卫·斯佩格(David Spergel)表示,学界的态度正在转变,不多的物理学家尝试对暗物质进行这一解释。“哪些地方地方实验并没完正将暗物质关在窗外。然而,大伙儿儿也前要考虑这一类型的暗物质解释和新的实验。”你说。

专用探测器

人类花费数十年时间建造验证WIMP理论的实验设备,但在最近的十年,才达到足够的实验精度。世界上最敏感的探测器便是处在意大利格兰萨索的XENON1T,XENON1T使用光电倍增管记录暗物质粒子和氙原子碰撞时产生的闪光。不过,嘴笨 XENON1T实验组进行了好多好多 有实验,却没为什么么么报道过暗物质。处在中国四川锦屏的PandaX二期实验进行了两年,同样未搜集到任何数据。在宇宙空间进行的尝试也没找到WIMP。NASA的费米望远镜从银河系的中央位置发现γ-射线信号,一度被认为是揭开了暗物质的真身,可惜至今未有定论。在格兰萨索发表的所有报告中,有一次似乎是探测到暗物质,但不并能这一团队并能重复这一极具争议的实验结果。新的实验仍在进行。

与XENON1T运作原理相同的下一代探测器由于在开发,由于物理学家最终放弃WIMP理论,新探测器由于派上那用场。霍珀称,目标粒子久久未能发现让理论学家放开思路,也让这一的假说有由于得到重视。或许暗物质是由奇异的轴子所组成,这一粒子与光子有类似之处。有物理学家也在研究是是不是暗物质与普通物质之间根本不处在相互作用,而好多好多 超然地处在于“隐形的区域”。

对于哪些地方地方从一现在刚结束就认定“暗物质”是无稽之谈的物理学家而言,WIMP实验迟迟未有结果反而让大伙儿鼓舞。“就说 大伙儿并能变得更开放,”麦高说道。他曾研究两种新的引力理论,无须引入暗物质也可成立。不过,霍珀也强调,未能发现WIMP无须能影响到暗物质的地位,他坚信后者终究会被找到。“我不担心由于性,只不过这应该会非常非常艰难。”你说。