難以捉摸的暗物質(zhì)即將被發(fā)現(xiàn)？
科學(xué)家們正在熱切的追逐著自然界中最難以捉摸的物質(zhì)??神秘的暗物質(zhì)，一般認(rèn)為它構(gòu)成了宇宙的大部分組成。許多科學(xué)家甚至認(rèn)為暗物質(zhì)就藏在我們的鼻子底下，地球上就有暗物質(zhì)存在。
由于與生俱來的“黑暗”特性，使得暗物質(zhì)非常難以被發(fā)現(xiàn)。實際上，連科學(xué)家們都不知道暗物質(zhì)究竟是什么。暗物質(zhì)既不發(fā)射也不吸收光線，因此即便是最強大的天文望遠(yuǎn)鏡也無法直接探測到它。上世紀(jì)70年代，基于大尺度引力效應(yīng)的觀察，如星系與星系之間的引力作用，科學(xué)界提出了暗物質(zhì)存在的可能性，因為光是普通物質(zhì)的存在無法解釋如此之大的引力規(guī)模。
科學(xué)家們推理說，暗物質(zhì)一般不與大多數(shù)其他物質(zhì)作用，他們認(rèn)為暗物質(zhì)會直接穿過地球、房屋甚至是人的身體，并不會被原子所彈開。
一些科學(xué)家寄希望于地下的搜索，當(dāng)大量的暗物質(zhì)粒子通過時，在極少數(shù)的情況下，會有一些微粒被正常的粒子彈開，通過捕捉正常粒子的波動就可以抓住微量暗物質(zhì)的蹤跡。
“暗物質(zhì)涌動著穿過我們，偶爾會與普通物質(zhì)發(fā)生一次相互作用，”明尼蘇達(dá)大學(xué)的安吉拉?萊瑟特(AngelaReisseter)說，她是一個被稱為低溫暗物質(zhì)搜索(CDMS)研究計劃的成員。本月美國物理學(xué)會將在華盛頓召開一次會議，屆時安吉拉將會在大會上發(fā)言。
究竟有沒有探測到暗物質(zhì)？
在最新一期的《科學(xué)快訊》雜志上，萊瑟特和她的同事報道發(fā)現(xiàn)了跟暗物質(zhì)有關(guān)的兩個可能事件，這表明暗物質(zhì)可能與他們的探測器發(fā)生了碰撞，但目前還不能下定論�！捌鹣任覀兊玫降膶嶒灲Y(jié)果一直是非也非也，”萊瑟特說，“終于這一次有了點可能的發(fā)現(xiàn)，整個事情就是這樣的�！�
低溫暗物質(zhì)搜索項目所用的探測器被埋在明尼蘇達(dá)深達(dá)766碼(700米)的地下，周圍的巖石、塑料、鉛、銅和其他物質(zhì)是被用來阻止除了暗物質(zhì)之外的正常微粒到達(dá)探測器，這樣可能與暗物質(zhì)相混淆的宇宙射線和其他粒子就被排除在外了。探測器本身不大，跟冰球相仿，主要由鍺元素和硅元素構(gòu)成，如果鍺原子或硅原子的一個原子核被暗物質(zhì)粒子碰到，它就會反彈并給探測器發(fā)出一個信號。
但研究者們還是不能絕對確信他們所測到的兩個信號跟暗物質(zhì)有關(guān)，因為有可能是背景的其他粒子干擾所致。研究人員說，要確信是暗物質(zhì)，兩個信號還是太少了，因為經(jīng)過計算得知其中的一個信號事件來自于背景噪聲�！叭绻挥幸粋�信號，我們會說‘這只是背景噪聲罷了’；但如果有三個的話，情況就不一樣了，你應(yīng)該會覺得‘沒錯，這就是信號’，”萊瑟特說，“是背景噪聲還是暗物質(zhì)信號，我們說不準(zhǔn)�！�
CDMS研究小組打算將他們的探測器升級到更為靈敏的水平，以期待發(fā)現(xiàn)更為實質(zhì)性的暗物質(zhì)信號。
繼續(xù)尋找暗物質(zhì)
另外一個試圖在地球上找到暗物質(zhì)的辦法是依靠高能粒子加速器，它可以將亞原子微粒加速到光速，再相互進(jìn)行碰撞，這種極高的碰撞能量會產(chǎn)生異常粒子，包括暗物質(zhì)。但是即便用上越來越強大的高能核子加速器，目前依然沒有發(fā)現(xiàn)任何暗物質(zhì)存在的跡象�！澳悴唤麜䥺枮槭裁磿@樣？”馬里蘭大學(xué)的薩拉?恩諾(SarahEno)說，“為什么占據(jù)了宇宙大部分質(zhì)量的粒子在我們的加速器中就是看不到呢？”
原因之一可能是因為我們的加速器還不夠強大，科學(xué)家不知道暗物質(zhì)粒子有多大，要想在實驗室中創(chuàng)造出它們可能需要極其高的能量，能量不夠的話在任何加速器中都不可能發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的�！拔覀兊拇_不知道暗物質(zhì)粒子是不是跟普通粒子一樣，我們能在實驗中產(chǎn)生并探測到，”恩諾說。
現(xiàn)在最大的希望寄托在一臺新的粒子加速器上，位于瑞士日內(nèi)瓦的大型強子對撞器(LHC)是有史以來建造的最大的加速器。目前LHC已經(jīng)重開，但還沒有處于全速運轉(zhuǎn)中，等到它全部開動起來，暗物質(zhì)最終是否得以現(xiàn)身，大家都在拭目以待。“現(xiàn)在我們擁有了全新的加速器，并且有足夠大的能量去產(chǎn)生暗物質(zhì)粒子，我們會在粒子碰撞中發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡，”恩諾說，她現(xiàn)在是LHC緊湊型μ子螺旋型磁譜儀(CMS)實驗小組的成員之一。
稿源：網(wǎng)易探索(廣州)
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