科学家排除轴子是暗物质粒子的候选者

2016-04-24 10:54:00 腾讯科技 分享
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  在地球与英仙座星团之间,存在许多强磁场,是光子与暗物质颗粒的必经之地。假设此类ALP粒子真的存在,当它们在暗物质颗粒与伽玛光子之间相互转换时必将被探测到

  据国外媒体报道,天文学家们大多认为,宇宙中的绝大部分物质是无法观测到的,也称“暗物质”。暗物质究竟是什么我们还不得而知,但现在至少能排除一些可能性。研究人员对费米伽玛射线空间望远镜观测得到的大量数据进行分析之后发现,一种称为轴子(亚原子粒子)的假想暗物质粒子,并不是暗物质的主要成分,也许它们根本不存在。轴子亚原子粒子被认为是由于某种特定的量子相互作用而产生的,但当它们通过强磁场时会体现出很特别的性质。

  这些亚原子粒子质量极轻(大约是电子质量的十亿分之一),若宇宙中充满这些颗粒,将产生一个巨大的引力体,而宇宙的大部分质量也会集中于此。同时,轴子粒子(ALPs)某些特性能够使它们被探测到。一般来说,轴子粒子会转变成光子,而光子又是光线传播的组成成分。因此,我们也许无法直接观测到暗物质颗粒(暗物质并不通过电磁力进行相互作用),但是我们可以却可以观测到光子(光子通过电磁力进行相互作用)。

  为了证明这个假设,物理学家们对位于2.4亿光年之外,英仙座星团中的一个名为NGC 1275的星系中发射出的伽玛射线进行了分析探测。在地球与英仙座星团之间,存在许多强磁场,是光子与暗物质颗粒的必经之地。假设此类ALP粒子真的存在,当它们在暗物质颗粒与伽玛光子之间相互转换时必将被探测到。遗憾的是,近六年来,费米望远镜并没有观测到相应的粒子震荡。

  来自斯德哥尔摩大学物理研究院的Manuel Meyer表示,虽然排除了ALPs的可能性,但它们能够解释一定数量的暗物质。值得高兴的是,原以为要在未来的精密实验才能得到的结论,如今通过对ALPs的分析,科学家们已经取得了可喜的进展。研究人员希望能通过费米望远镜观察得到更多数据,但似乎此类ALPs并不按常理出牌,或许它们根本不存在,像是避开了所有对于暗物质的侦察。(罗辑/编译)

责编:李文瑶