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再次落空 暗物質新實驗未發(fā)現軸子證據

時間:2019-04-01 15:00:57    來源:科技日報    

據物理學家組織網近日報道,美國物理學家正在開展一項新實驗,希望能探測到假想中的暗物質粒子——軸子(axion)的“蛛絲馬跡”,但首輪觀測結果未發(fā)現質量介于0.31—8.3納米電子伏特范圍內的軸子的跡象。這意味著這一質量范圍內的軸子要么不存在,要么對電和磁的影響比以前認為的要小。

最新實驗首席研究員、麻省理工學院物理學教授林德利·溫斯洛說:“這是第一次有人直接研究這個軸子空間。”

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

溫斯洛說:“作為暗物質,軸子應該不會影響你的日常生活,但它們可能會影響宇宙的膨脹和我們在夜空中看到的星系的形成。”

為探測軸子蹤跡,2016年,麻省理工學院的三位理論家提出了一項實驗——“用一個放大的b場環(huán)裝置來探測宇宙軸子的寬帶/共振方法”(ABRACADABRA)。他們提議設計一種小型環(huán)狀磁鐵,將其置于溫度略高于絕對零度(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,能產生極為強大的磁場。他們指出,如果軸子不存在,環(huán)形磁鐵中央就應該沒有磁場;如果軸子存在,巨大的磁場會出現輕微的波動,制造出另一個小得多的磁場,探測器應該可以“看到”這一磁場。

該理論設計發(fā)表之后,溫斯洛開始構建實驗。

2018年,溫斯洛團隊開展了實驗的首次試運行,在當年7月至8月期間不斷取樣。對這一時期的數據進行分析后,他們沒有發(fā)現質量介于0.31至8.3納米電子伏特區(qū)間的軸子。

溫斯洛稱,他們將繼續(xù)運行當前實驗,以尋找更小更弱的軸子。與此同時,他們也計劃擴大實驗規(guī)模,希望檢測到更微弱的軸子,以進一步揭示暗物質的秘密。(記者劉霞)

關鍵詞: 暗物質 軸子

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