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科学家还不知道暗物质由什么构成

2019-09-04 09:15:51

直到现在,科学家还不知道暗物质由什么构成,也无法真正探测到它们

直到现在,科学家还不知道暗物质由什么构成,也无法真正勘探到它们

 

  北京时间9月4日音讯,据国外媒体报道,世界中弥漫着一种看不见的物质,它能改变恒星和星系的途径,这就是所谓的暗物质。它表现出万有引力的影响,但从未与光发生彼此作用,直

到现在,科学家还不知道暗物质由什么构成,也无法真正勘探到它们,不过,一种新的理论很或许为勘探暗物质提供新的办法。

 

  来自美国加州大学戴维斯分校的理论物理学家在简报中称,暗物质或许由独特的“半磁体”组成,通过一个功能强大的电子显微镜(目前还不存在),未来科学家或许可以最终勘探到它

们。

 

  但是,并不是所有的物理学家都赞同这一观点。德国法兰克福高等研讨院的研讨人员认为这个理论很简练,但前景并不看好,你可以发明无限多的粒子来组成暗物质,这仅仅其中一种。

 

  “对于每一种粒子,你都可以做大量的核算,宣布论文,构思试验,然后你可以为这些试验争夺资金。”假如你真的很走运,有人会做你的试验——然后什么也不会发现。”

 

  对暗物质的探索

 

  虽然许多理论猜测了暗物质的存在,但咱们并不知道暗物质究竟是什么姿态,也不知道它是由什么构成。许多物理学家信任,暗物质是由一些尚未被发现的粒子组成的,很长一段时间以

来,弱彼此作用大质量粒子(Weakly Interacting Massive Particle, 简称WIMP)被认为是暗物质最有或许的“候选者”。

 

  多年来,科学家运用强大的粒子加速器来寻觅这些缓慢的、没有电荷的粒子,但随着时间的推移,物理学家扫除了越来越多的WIMP候选粒子的或许性,这个盛行的观点也失去了吸引力,

虽然还没有彻底扫除,但在曩昔的10年里,人们一直在考虑WIMP之外的其他或许性。

 

  另一种理论认为,暗物质实际上是由光粒子(即光子)组成的,除了咱们能看到的一般光子,或许还存在一些咱们看不到的光子。这些所谓的“暗光子”是设想的粒子,它们有质量,但

比电子轻,暗光子会与惯例光子彼此作用——虽然适当弱小。

 

  在这项新研讨中,物理学家在暗光子理论的基础上,提出暗物质也或许是由“暗半磁体”组成的,这些设想的半磁体是磁单极子的暗物质版本。在理论物理学中,磁单极子是假设的仅带

有单一磁极的基本粒子——类似于只带负电荷的电子。20世纪30年代,物理学家保罗•狄拉克(Paul Dirac)在数学上论证了磁单极子存在的或许性,但是,虽然科学家寻觅了数十年,但至

今还没有在自然界中找到任何证明磁单极子存在的依据。

 

  狄拉克不只提出了磁单极子的概念,他还提出,在磁单极子周围运动的电子会受到其磁场的影响,那么这些暗半磁体就潜伏在世界的某个地方;而假如它们的行为类似于狄拉克提出的磁

单极子,那它们也会在电子的途径中留下微妙的头绪。

 

  假如存在暗单极子,那它们就会发射出暗光子,后者能在被电子吸收之前转化为惯例光子,这种彼此作用会导致电子旋转或稍稍改变轨道,产生一种称为阿哈罗诺夫-玻姆效应的干与图

样。电子不只仅是粒子,它们同时也是波,当电子的“动摇方程”中的波峰和波谷彼此叠加或抵消时,就会构成一系列平行的明暗线,即出现干与图样,科学家或许可以利用电子显微镜勘探

到电子干与图样中这种十分微小的改变。

 

  被太阳激发的暗物质

 

  在咱们的体内和周围——包含勘探暗物质的电子束显微镜的内部和周围——或许都存在着暗物质。假如要通过电子受到的扰动来勘探暗物质,那组成暗物质的独特半磁体就需求有满足强

的磁场,这意味着,这些半磁体需求有很多能量。

 

  通过太阳邻近的单极子或许会变得活跃,它们会获得更多的能量,然后到达地球,在这些活跃的单极子中,每天大约会有5个穿过他们所提出的电子束显微镜。由暗半磁体引起的电子相

位改变十分之小,为了勘探到它,咱们需求十分高分辨率——或许要比现有的高5倍——的电子束显微镜,咱们或许可以“让这些拥有超级电子显微镜的人有兴趣寻觅暗物质”,否则咱们就

或许不得不只为了发现暗物质而另外建造一个。

 

  目前,物理学家们提出了许多彼此竞争的暗物质理论,对前期世界如何构成提出了彻底不同的观点。这项新研讨的结果现已宣布在预印本杂志arXiv上,还没有通过同行评审。

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