@ 2014.01.20 , 11:58
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Darkside-50:寻找暗物质的新计划

去年秋天,在位于罗马东部80英里的一座大山地底下,普林斯顿大学领导的国际团队在一座实验室里开启了新的实验,旨在寻找一种神秘的物质,构成了四分之一的宇宙,但从来没有被证实过。

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为了防止宇宙射线干扰探测器,实验室位于大萨索山的地底深处

这个实验被称为DARKSIDE-50,意在寻找暗物质粒子。在过去的几十年里,研究人员已经得知,可见物质 -我们看得到的物质,构成宇宙的4%,而暗能量则被认为占了大约73%。暗物质则有可能填充了剩余的23%,研究人员表示,如果能够发现它,将巩固我们对宇宙是如何形成的认知,并成为揭示其终极命运的希望。

普林斯顿大学物理学教授以及项目中担任首席科学家之一的彼得迈尔斯(Peter Meyers)说。“这就好比10年前寻找希格斯玻色子,我们有一个怎样去寻找暗物质的好主意,但我们不知道究竟会在何时何地发现它。”

和以往不同的是,DARKSIDE-50并不需要使用像大型对撞机一类的暴力设备去打破物质,他们使用的是犹如俄罗斯套娃一样三个嵌套在一起的液体腔来捕捉在宇宙间漂流的暗物质。

寻找暗物质的存在可追溯至20世纪30年代,那时的天文学家意识到,,我们可以看到物质的量,如行星,恒星和星系,与我们的星系以这种方式旋转和聚集所需要的量相差甚远。如果不是还有些物质我们尚未发掘的话我们的星系应当早就四散分离而不会是现在这个样子。当然还有一小部分科学家认为我们现在所发现的引力定理是错误的。
虽然没有人确切地知道什么暗物质是由什么样的粒子组成的,DARKSIDE-50队和其他许多科学家认为最有可能的候选人是一个很弱的粒子,它被称为一个“懦夫”(WIMP),这是“弱相互作用重粒子”( weakly interacting massive particle.)的缩写。

WIMP探测器本身只有一个杂货袋那么大,并且包含10加仑冷却到零下186摄氏度的液化纯氩气。探测器的活跃部分是裹在聚四氟乙烯里的50公斤活跃氩。在容器的顶部和底部都运行有光电检测器,用来检测来自碰撞的光斑。此外,容器周围的铜线圈能收集电子通过其间的电流用来帮助确定在探测器内的何处发生了碰撞。而充满液态氩的容器悬挂在充满7000加仑闪烁流体(scintillator)的房间大小的钢球内。球体又悬挂在在一个三层高装满250000加仑超纯水的圆柱形水箱内。

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探测器的内核部分

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Darkside-50装置整体示意图

研究人员已经于去年11月开始收集碰撞数据,但是在准备发布任何结果之前还需要一定的时间,据研究人员说他们已经实现了预期的灵敏度,这种极高的灵敏度即使最后没有探测到“懦夫”(WIMP)对物理学界也将是一个重要的发现。

本文译自 phys.org,由译者 ST岸天 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 36+1

  1. 会飞的小羊
    @4 years ago
    2305455

    暗物质能吃吗?

    [9] XX [19] 回复 [0]
  2. kirisame
    @4 years ago
    2305456

    sha fa me

    [0] XX [19] 回复 [0]
  3. 2305457

    u dont know the power of dark side!!!!

  4. ST岸天
    @4 years ago
    2305458

    娃哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈乐

    [5] XX [13] 回复 [0]
  5. 2305459

    不 明 觉 厉 。

    [21] XX [1] 回复 [0]
  6. 2305461

    。。。。在过去的几十年里,研究人员已经得知,可见物质 -我们看得到的物质,构成宇宙的4%,而暗能量则被认为占了大约73%。暗物质则有可能填充了剩余的23%。。。。

    ----很好奇这部分,他们是怎么算出来的?

    [31] XX [4] 回复 [0]
  7. 吗啡鱼
    @4 years ago
    2305463

    首先,你要用一块二向铂攻击太阳系……

    [16] XX [9] 回复 [0]
  8. KFC神马的
    @4 years ago
    2305471

    围观新小编

  9. 裤兜里的毒药
    @4 years ago
    2305481

    我最关心的是这个东西暗物质能做些什么事情?

  10. 2305485

    @ccc: 根据开普勒定理,有个曲线

  11. 木道人
    @4 years ago
    2305486

    利用暗物质引出73%的暗能量,人类从此成为宇宙的主宰

  12. 2305492

    @裤兜里的毒药: 暗物质,其特性就是不向外辐射,不吸收光,也不反射光,貌似质量也很难观测。有这么个东西的存在,你说,科学家能不好奇么?

    [19] XX [0] 回复 [0]
  13. 2305498

    @会飞的小羊:
    A:我们准备找暗物质!
    B:暗物质是什么?能吃吗?
    A:暗物质是指无法通过电磁波的观测进行研究,也就是不与电磁力产生作用的物质,与我们地球上的物质相对。人们目前只能通过引力产生的效应得知,但是我们仍然没有办法观测。
    B: 喔?那是什么?
    A: 也就是说我们仍然不知道,现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构的形成、微波背景辐射等方法和理论来探测暗物质。而根据ΛCDM模型,由普朗克卫星探测的数据得到:整个宇宙的构成中,我们常说的物质占4.9%,而暗物质则占26.8%,还有68.3%是暗能量(质能等价)。暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性,对结构形成也非常关键。暗物质很有可能是一种(或几种)粒子物理标准模型以外的新粒子所构成。对暗物质(和暗能量)的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。
    B: 喔?那是什么?
    A: 也就是我们仍然不知道很多关于暗物质的事情。科学是一个动态的过程,就像盲人摸象,我们仅仅摸到一条尾巴,然后我们说整个宇宙长的就像一条蛇,但我们发现的越多的话,我们可能有另外一个理论。虽然暗物质是目前在解释各种星系及星系团观测结果上最热门的理论,但目前仍没有暗物质的直接观测证据。有一些不包含大量不可探测物质的替代理论也被提出来解释这些现象。这些替代理论大致可分成引力理论的修正以及量子引力。两者的区别在于引力理论的修正单纯地只对星系或宇宙尺度的引力效应作出修正,而不考虑量子尺度的问题。然而两者都主张牛顿或爱因斯坦的理论并不完备,引力在不同的尺度会有不一样的行为。
    B: 喔?那它能吃吗?
    A: (- -)井

    [70] XX [7] 回复 [0]
  14. 伪非宅男
    @4 years ago
    2305499

    我觉得暗物质可能像当年的以太一样是个错觉,最终会像相对论摒弃以太一样有新理论摒弃暗物质

  15. 约尔曼
    @4 years ago
    2305503

    @ccc: 应该是先做成模型推导,然后通过实际观测印证呗。在大爆炸模型里,如果只按可观测到的(星体),宇宙有的质量与(模型中)大爆炸产生的临界密度结果出入太大,那么这时候合理的推导就是–宇宙中必然存在难以观测的能量并占据了很大一部分,且不属于四种基本力(因为实际观测中宇宙在加速膨胀,膨胀值超过了模型的预期,这里应该有看不见的玩意推动着)。至于是怎么推断的我记得以前在science还是那个杂志上看过类似的简文,大体是通过对宇宙微波背景辐射的观测,推断出宇宙是扁平的,完了通过观察各种可见星体的红移速度往各种预测的模型里面套,推断出大致质量。剩下还有很大一部分空着怎么也补不上就是暗能量了

  16. 华籽
    @4 years ago
    2305504

    听说我住的地方将要建一个全国最大的中子实验室啊,杯具了……..

  17. wongkingway
    @4 years ago
    2305512

    土豪岸天你的第一篇文章就那么高端的东西啊

  18. 使徒酱
    @4 years ago
    2305543

    当初法拉第刚制造出发电机时,也有一位女妇人这样问他:“这个东西能做什么呢?”。法拉第回答:“哦,夫人,你能期望一个刚出生的婴儿做些什么呢?”
    很多科学研究在常人眼里看来莫名其妙,觉得没有意义,实际上科研人员和普通人一样迷茫,毕竟是从未接触过的事物,研究下去的结果谁都不知道,但说不定就有那么一小点结果能够造福人类,而我们如今的生活就是靠这一小点、再一小点走过来的。
    假如法拉第听了女妇人的话而放弃了发电的研究,我们大家根本就不可能会有上煎蛋吐槽的机会,去贬低这些“不能吃”的暗物质。

    [61] XX [2] 回复 [0]
  19. 萝莉之神
    @4 years ago
    2305546

    核电发电处理室%??

  20. 好色猴子
    @4 years ago
    2305547

    找到暗物质并探索出控制它的方法并以咒文的形式实现人为控制——黑魔法入门

  21. 2305555

    ……….新小编的语言好浓的翻译腔

  22. l毛毛虫
    @4 years ago
    2305563

    应该承认看不懂,但是探索未知世界没有想象力,不大胆假设是不可能有所建树的。老爸很高兴!注意标点符号和汉语习惯。

  23. 七月的烟火
    @4 years ago
    2305564

    WIMP探测器 那一段我是实在没看明白……

  24. ST岸天
    @4 years ago
    2305566

    @nani: 刚开始 很快会改掉的……哭

  25. ST岸天
    @4 years ago
    2305567

    @七月的烟火: 亲 欢迎看图

  26. 七月的烟火
    @4 years ago
    2305569

    @ST岸天: 好吧,转换了一下单位之后,明白“WIMP探测器本身只有一个杂货袋那么大,并且包含10加仑冷却到零下186摄氏度的液化纯氩气”和“探测器的活跃部分是裹在聚四氟乙烯里的50公斤活跃氩。”这两句话说的是同一个东西……然后就明白了

  27. Godshit
    @4 years ago
    2305574

    愚蠢的人类,我只是创造个游戏而已,何必当真呢。

  28. 2305620

    现在的科学, 特别是宇宙学和量子力学,怎么看怎么都像在自圆其说,虽然谈不上骗经费,但是总觉得怪怪的,

  29. 2305710

    其实WIMP有很多很多种,你们人类哪里懂得。

  30. 邪恶帝
    @4 years ago
    2305748

    @ST岸天: 你真的不是财哥的马甲什么的?译风和选题都好像啊

  31. 2305750

    这不是scp论坛的同好么……居然到煎蛋来当小编了,支持一下。

  32. Arthur
    @4 years ago
    2305928

    中国锦屏山有2个类似的暗物质研究项目。

  33. ST岸天
    @4 years ago
    2305963

    @asha: 啊 你好。。。 你也认识我啊0.0 我混煎蛋比那边早多了 。 感谢支持呀!

  34. 2306291

    查查那里有没有叫Gordon Freeman的

  35. 三不
    @4 years ago
    2306588

    暗物质就是魔法元素嘛。。。

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