再次落空 暗物質(zhì)新實(shí)驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)軸子證據(jù)

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)物理學(xué)家正在開(kāi)展一項(xiàng)新實(shí)驗(yàn)，希望能探測(cè)到假想中的暗物質(zhì)粒子——軸子(axion)的“蛛絲馬跡”，但首輪觀測(cè)結(jié)果未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量介于0.31—8.3納米電子伏特范圍內(nèi)的軸子的跡象。這意味著這一質(zhì)量范圍內(nèi)的軸子要么不存在，要么對(duì)電和磁的影響比以前認(rèn)為的要小。

最新實(shí)驗(yàn)首席研究員、麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授林德利·溫斯洛說(shuō)：“這是第一次有人直接研究這個(gè)軸子空間。”

軸子是一種假想出來(lái)的基本粒子，被認(rèn)為是宇宙中質(zhì)量最輕的粒子之一，與宇宙中其他物質(zhì)的相互作用非常微小。這些超輕粒子就算真的存在，我們也看不見(jiàn)它，但它可以暗物質(zhì)的形式構(gòu)成宇宙質(zhì)量的85%左右。

溫斯洛說(shuō)：“作為暗物質(zhì)，軸子應(yīng)該不會(huì)影響你的日常生活，但它們可能會(huì)影響宇宙的膨脹和我們?cè)谝箍罩锌吹降男窍档男纬伞?rdquo;

為探測(cè)軸子蹤跡，2016年，麻省理工學(xué)院的三位理論家提出了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)——“用一個(gè)放大的b場(chǎng)環(huán)裝置來(lái)探測(cè)宇宙軸子的寬帶/共振方法”(ABRACADABRA)。他們提議設(shè)計(jì)一種小型環(huán)狀磁鐵，將其置于溫度略高于絕對(duì)零度(零下273.15攝氏度)的冰箱中，以模擬“磁星”的極端環(huán)境。磁星是一種特殊的中子星，能產(chǎn)生極為強(qiáng)大的磁場(chǎng)。他們指出，如果軸子不存在，環(huán)形磁鐵中央就應(yīng)該沒(méi)有磁場(chǎng);如果軸子存在，巨大的磁場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)輕微的波動(dòng)，制造出另一個(gè)小得多的磁場(chǎng)，探測(cè)器應(yīng)該可以“看到”這一磁場(chǎng)。

該理論設(shè)計(jì)發(fā)表之后，溫斯洛開(kāi)始構(gòu)建實(shí)驗(yàn)。

2018年，溫斯洛團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)的首次試運(yùn)行，在當(dāng)年7月至8月期間不斷取樣。對(duì)這一時(shí)期的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，他們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)質(zhì)量介于0.31至8.3納米電子伏特區(qū)間的軸子。

溫斯洛稱(chēng)，他們將繼續(xù)運(yùn)行當(dāng)前實(shí)驗(yàn)，以尋找更小更弱的軸子。與此同時(shí)，他們也計(jì)劃擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)規(guī)模，希望檢測(cè)到更微弱的軸子，以進(jìn)一步揭示暗物質(zhì)的秘密。(記者劉霞)

關(guān)鍵詞： 暗物質(zhì) 軸子