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(lái)的“黑暗”特性，使得暗物質(zhì)非常難以被發(fā)現(xiàn)。實(shí)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(qiáng)大的天文望遠(yuǎn)鏡也無(wú)法直接探測(cè)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?yàn)楣馐瞧胀ㄎ镔|(zhì)的存在無(wú)法解釋如此之大的引力規(guī)模。
科學(xué)家們推理說(shuō)，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(huì)直接穿過(guò)地球、房屋甚至是人的身體，并不會(huì)被原子所彈開(kāi)。
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(guò)時(shí)，在極少數(shù)的情況下，會(huì)有一些微粒被正常的粒子彈開(kāi)，通過(guò)捕捉正常粒子的波動(dòng)就可以抓住微量暗物質(zhì)的蹤跡。
“暗物質(zhì)涌動(dòng)著穿過(guò)我們，偶爾會(huì)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(shuō)，她是一個(gè)被稱(chēng)為低溫暗物質(zhì)搜索(CDMS)研究計(jì)劃的成員。本月美國(guó)物理學(xué)會(huì)將在華盛頓召開(kāi)一次會(huì)議，屆時(shí)安吉拉將會(huì)在大會(huì)上發(fā)言。
究竟有沒(méi)有探測(cè)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(bào)道發(fā)現(xiàn)了跟暗物質(zhì)有關(guān)的兩個(gè)可能事件，這表明暗物質(zhì)可能與他們的探測(cè)器發(fā)生了碰撞，但目前還不能下定論�！捌鹣任覀兊玫降膶�(shí)驗(yàn)結(jié)果一直是非也非也，”萊瑟特說(shuō)，“終于這一次有了點(diǎn)可能的發(fā)現(xiàn)，整個(gè)事情就是這樣的�！�
低溫暗物質(zhì)搜索項(xiàng)目所用的探測(cè)器被埋在明尼蘇達(dá)深達(dá)766碼(700米)的地下，周?chē)膸r石、塑料、鉛、銅和其他物質(zhì)是被用來(lái)阻止除了暗物質(zhì)之外的正常微粒到達(dá)探測(cè)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(cè)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(gè)原子核被暗物質(zhì)粒子碰到，它就會(huì)反彈并給探測(cè)器發(fā)出一個(gè)信號(hào)。
但研究者們還是不能絕對(duì)確信他們所測(cè)到的兩個(gè)信號(hào)跟暗物質(zhì)有關(guān)，因?yàn)橛锌赡苁潜尘暗钠渌Ｗ痈蓴_所致。研究人員說(shuō)，要確信是暗物質(zhì)，兩個(gè)信號(hào)還是太少了，因?yàn)榻?jīng)過(guò)計(jì)算得知其中的一個(gè)信號(hào)事件來(lái)自于背景噪聲�！叭绻挥幸粋�(gè)信號(hào)，我們會(huì)說(shuō)‘這只是背景噪聲罷了’；但如果有三個(gè)的話，情況就不一樣了，你應(yīng)該會(huì)覺(jué)得‘沒(méi)錯(cuò)，這就是信號(hào)’，”萊瑟特說(shuō)，“是背景噪聲還是暗物質(zhì)信號(hào)，我們說(shuō)不準(zhǔn)�！�
CDMS研究小組打算將他們的探測(cè)器升級(jí)到更為靈敏的水平，以期待發(fā)現(xiàn)更為實(shí)質(zhì)性的暗物質(zhì)信號(hào)。
繼續(xù)尋找暗物質(zhì)
另外一個(gè)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(huì)產(chǎn)生異常粒子，包括暗物質(zhì)。但是即便用上越來(lái)越強(qiáng)大的高能核子加速器，目前依然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何暗物質(zhì)存在的跡象�！澳悴唤麜�(huì)問(wèn)為什么會(huì)這樣？”馬里蘭大學(xué)的薩拉?恩諾(SarahEno)說(shuō)，“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?yàn)槲覀兊募铀倨鬟�不夠強(qiáng)大，科學(xué)家不知道暗物質(zhì)粒子有多大，要想在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生并探測(cè)到，”恩諾說(shuō)。
現(xiàn)在最大的希望寄托在一臺(tái)新的粒子加速器上，位于瑞士日內(nèi)瓦的大型強(qiáng)子對(duì)撞器(LHC)是有史以來(lái)建造的最大的加速器。目前LHC已經(jīng)重開(kāi)，但還沒(méi)有處于全速運(yùn)轉(zhuǎn)中，等到它全部開(kāi)動(dòng)起來(lái)，暗物質(zhì)最終是否得以現(xiàn)身，大家都在拭目以待�！艾F(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(huì)在粒子碰撞中發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡，”恩諾說(shuō)，她現(xiàn)在是LHC緊湊型μ子螺旋型磁譜儀(CMS)實(shí)驗(yàn)小組的成員之一。
稿源：網(wǎng)易探索(廣州)
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/934498.html
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