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物理学家发现一种“聆听”暗物质的方法

2024-11-02 213


斯德哥尔摩大学(Stockholm University)和马克斯普朗克物理研究所(Max Planck Institute for Physics)的物理学家将研究方向转向电浆(plasmas),这一提议可能会彻底改变令人难以捉摸的暗物质的探索。

暗物质(Dark matter)是一种神秘物质,占宇宙物质 85%。最初是为了解释为什么强作用力(将质子和中子结合在一起)时间前后相同,所谓的轴子(axion)将为暗物质提供自然的解释。轴子暗物质不是离散的粒子,而是一种贯穿空间的波。

轴子是暗物质的最好解释之一,但最近才成为大规模实验的焦点。由于观点转变,人们急于想出新的方法,如何在所有可能藏身的地方寻找轴子。

“找到轴子有点像调收音机:你必须调好天线,直到找到正确的频率。实验人员得到的奖励不是音乐,而是‘听到’地球正在穿越的暗物质。虽然这是很好的点子,但自从共同作者 Frank Wilczek 命名轴子以来,过去 30 年里,轴子实验一直被忽视。”斯德哥尔摩大学物理系博士后、研究报告作者 Alexander Millar 博士说。

▲ 研究人员提出使用可调电浆搜索暗物质轴子的新仪器。(Source:Space Daily)

研究小组新研究的主要观点是,在磁场中,轴子会产生小电场,可用来驱动电浆中的振荡。电浆是一种带电粒子(如电子)可自由流动的物质。

这些振荡会放大讯号,导致更好的“轴子收音机”。与传统基于谐振腔的实验不同,这些电浆大小几乎没有限制,因此可以发出更大的信号。这有点像对讲机和无线电广播塔的区别。

“这是寻找暗物质的一种全新的方法,将有助于我们在完全未知的领域寻找最强大的暗物质候选者之一,并且有希望进行全面实验。”Alexander Millar 博士说。

  • Physicists have found a way to ‘hear’ dark matter

(本文由 台北天文馆 授权转载;首图来源:NASA)

2019-10-20 19:15:00

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