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看科学家是如何寻找神秘暗物质

 漫步之心情 2017-03-20

近几十年来,科学家对于宇宙中暗物质的研究探测一直没有停止,而且据科学家推测宇宙中可能存在着大量的暗物质,如何探索这些暗物质的存在以及暗物质的物质构成成为了科学家所不懈努力的方向。最近美国物理学家针对暗物质提出了一项新的实验,这种实验叫做模拟磁星极端环境,然后探测轴子的暗物质粒子,据物理学家表示如果这项实验成功,那么对于人类进一步了解暗物质很有帮助,而且还能够解决粒子物理中一些极复杂的未解之谜。

看科学家是如何寻找神秘暗物质

要开展这项研究就要先了解其中主要探索的轴子暗物质粒子,所谓的轴子其实是现在科学家所假设出来的一种基本粒子,这种基本粒子科学家认为会是宇宙中质量最小最轻的粒子,这些粒子我们人类是看不到它们的,而这种极轻的轴子粒子很有可能跟一些现在未知的粒子构成了宇宙中的暗物质,而所占宇宙的总物质比例还非常大,大约在百分之八十左右。

此次该研究团队通过模拟磁星的极端环境来对轴子暗物质粒子进行研究。磁星估计很多人都听说过,是一种特殊的中子星,这种中子星最大的特色就是有极强的磁场,在这种超强磁场中,如果真的存在轴子,那么这个超强的磁场肯定会有轻微的波动,这就会形成很多小的磁场,这就是磁共振成像技术下所能观测到的。

看科学家是如何寻找神秘暗物质

如果科学家通过该实验检测到了轴子的真是存在,那么这或许能够解决粒子物理领域的强电荷共轭谜题。从发现中子对电场冷漠开始,科学家一直倍感困惑,中子是不带净电荷,而所有的原子核中又都含有中子。因此我们无法给电场中的中子加速,但是从理论上来说可以让它们旋转起来,不过从目前来看这种旋转也是不会发生的,这就让科学家百思不得其解。

而现在科学家提出的轴子或许对于这个谜题能够提出很好的解释,可能轴子对中子的电偶极产生影响,导致消失,所以科学家希望通过这个实验,能够发现轴子对这个电磁现象所产生的影响。

该项目负责人泰勒表示,如果轴子介入磁场之后,改变了原子核原有的物质性质,那么这就解决了强电荷共轭问题,不过轴子在介入之后或许会跟磁星产生相互作用,从而会产生一些之前所没有发生过的现象,所以虽然轴子是影响比较小但是依然要引起足够的重视。

看科学家是如何寻找神秘暗物质

该研究团队针对这一项目所使用的研究装置非常小,该装置的设计理念跟核磁共振有异曲同工之妙,如果实验中存在轴子,那么这个磁场就会出现轻微波动,震动的频率跟轴子的质量成正比,由此科学家希望通过确定频率的大小来推断出轴子的质量大小。

泰勒表示该实验设备反应非常灵敏,只要有轴子出现设备就会产生共振,目前该实验还在进一步实验中,科学家希望通过该实验能够进一步找到暗物质。

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