科学家用反电子束轰击钻石寻找暗物质之谜“暗光子”

科学家用反电子束轰击钻石寻找暗物质之谜“暗光子”
2018年09月10日 08:24 新浪科技
科学家试图用理论上存在的“暗光子”解开所有暗物质之谜。科学家试图用理论上存在的“暗光子”解开所有暗物质之谜。

  新浪科技讯 北京时间9月10日消息,据国外媒体报道,在我们所知的宇宙中,有十分之一的物质都处于“失踪”状态,既看不见,也摸不着。但它们的引力却可以对我们能看见的这部分物质产生影响,我们只能通过这种方式感知它们的存在。研究人员用“暗”这个形容词来描述这些失踪的能量和物质。它们似乎是肯定存在的,但不会以任何能被我们探测到的方式、与“亮物质”发生相互作用。而我们自己、以及我们能看见的一切,都属于亮物质之列。

  意大利国家核物理研究所正在开展一项简称Padme的新项目,试图用理论上存在的“暗光子”解开所有暗物质之谜。假如他们真的发现了暗光子,便将成为宇宙中第五种力存在的证据。对于物理界而言,这将是一个惊人的大消息。

  距英国《卫报》报道,这些意大利研究人员计划用一束正电子(即电子的反粒子)轰击钻石薄片。在一般情况下,正电子和电子相撞后便会相互湮灭,并产生一对普通光子。但假如暗光子真的存在,那么每次正电子与电子发生湮灭时,都应该会产生一个暗光子和一个普通光子,而不是产生两个普通光子。

  研究人员希望此次Padme实验中使用的正电子束能够与钻石中足够多的电子相撞,从而产生一个暗光子。Padme实验无法直接探测到这个暗光子,但只要产物中少了一个普通光子,就能够证明这个暗光子的存在。如果正负电子湮灭能够产生暗光子,从表面上看来,就好像一部分能量凭空消失了一样,因为这部分能量进入了我们观察不到的“黑暗”领域。

  若发生这种情况,研究人员便可证实暗光子的存在,并测量其质量。(据悉,与普通光子不同,暗光子是有质量的。)这一证据不仅能证明一种新粒子的存在,还能证明宇宙中存在一种全新的力。

  在“亮宇宙”中,存在四种不同的力。电磁力带有光能,负责原子之间的相互约束(你之所以不会从椅子上滑下来,也是电磁力的功劳)。强相互作用力负责将原子内部的粒子约束在一起。弱相互作用力则可导致原子分裂和衰变。引力是第四种力,它不仅将你牢牢固定在地球上,还主宰着宇宙中各类天体的运动。

  如果暗光子真的存在,便可证明宇宙中还有第五种基本力:暗电磁力。假如此次Padme实验真的发现了一个暗光子(这个“假如”可是一个非常大胆的假设,因为此前对暗光子的寻找全都一无所获),整部物理教科书都将随之改写。(叶子)

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