9月18日,丁肇中領導的暗物質研究小組在歐洲核子研究中心發佈重大研究成果:暗物質極可能存在。根據國際空間站上阿爾法磁譜儀的首批觀測數據,其研究團隊已經找到了可以證明暗物質存在的6個證據中的5個。

先前的宇宙學探索發現,人類目前所認識的物質大概只佔宇宙總質量的4.6%。那些不發光不發熱的暗物質,則佔了宇宙的23%,還有72.4%是暗能量。尋找暗物質,成為當代物理學和宇宙學中一個迫切需要解決的問題。

阿爾法磁譜儀從2011年5月16日在國際空間站開始運行,迄今已經連續收集數據四十多個月,共蒐集了540億個宇宙射線事件的數據。丁肇中公佈的研究成果,是基於對其410億數據的分析,尚有部份數據的分析未完成。

尋找暗物質主要有3種思路。一種是利用粒子對撞產生直接暗物質;另一種是利用引力場間接探測。暗物質不發光,但是可以產生引力,因此可以通過對引力場變化的測量來尋找暗物質。

阿爾法磁譜儀項目代表了第三種途徑。從理論上講,暗物質相互碰撞會產生過量正子,因此可以通過探測正子來尋找暗物質。目前,阿爾法磁譜儀已記錄到1090億個電子與反電子,在業已完成的觀測中,暗物質的6個特徵已有5個得到確認。

這5個特徵分別為:正子比例上升是從8G電子伏特(Gev)的能量開始;在速率方面,正子佔電子與正子總數的比例快速增加;在275G電子伏特左右停止增長;比例上升的過程較為均衡,沒有明顯的峰值;還有正子似乎來源於宇宙空間的各個方向,而不是某個特定方向。

據丁肇中介紹,證明暗物質所需的最後1個特徵就是正子的產生率會不會突然下降。丁肇中說,「很快下降一定是暗物質跟暗物質對撞產生正子,因為暗物質能量有限,到一定能量以後就不可能再產生正子,所以會突然下降。」但他說,這可能會花很多時間。

這一成果已經發表在9月19日出刊的美國《物理評論快報》上。

 

    全站熱搜

    Win Driver Blog 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()