@ 2017.12.04 , 11:00
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悟空(DAMPE)探测卫星:离找到暗物质又近了一步

暗物质粒子探测卫星悟空(DAMPE)获取了目前国际上精度最高的电子宇宙射线能谱,这意味着我们正在接近一项重大的物理发现。

不,我们还没有找到暗物质,但是我们可能已经找到了它的一个指标,使我们能够缩小选择范围,接近了这种被认为是贡献了宇宙大部分质量的神秘物质。

由中国科学院领导的研究团队发现,DAMPE读出超过150万颗25GeV以上的电子宇宙射线和正电子,这是一个有趣的反常现象,并且以前所未有的高分辨率捕获,背景噪声达到最小。

“这可能就是暗物质的证据。”首席科学家常进在接受Science采访时说,他同时也承认存在其他解释的可能性,异常或许是由宇宙射线能量的其他来源造成的。

与正电子互为反物质的电子,是构成我们已知世界的物质基础。

通过测量它们的能量,科学家们希望能够发现由于弱相互作用的重粒子(WIMPs)的分解而产生的多余部分,这是暗物质的理论中可能的特征信号之一。

当这些粒子的数量与他们的能量相对应时,应该得到一个平滑的曲线——但是DAMPE发现,曲线出现了断裂。

悟空(DAMPE)探测卫星:离找到暗物质又近了一步
Chinese Academy of Sciences

用术语说,这叫做光谱中断。虽然之前我们已经发现过它间接造成的可测量的效应,但这是第一次直接发现这样的信号。

读数表明,存在某种东西在那里干扰这些能量信号:也许是暗物质的衰变。

通常情况下,科学家还需要找到更多的数据来做出推论。

幸运的是,DAMPE应该还可以继续工作五年左右,还会发回另外100亿次的宇宙射线读数,所以我们将有大把的机会深入探究能量曲线中的这处奇怪断点。

科学家们仍然不确定暗物质究竟是什么——DAMPE可能有助于回答另外一个问题——但是从我们对万有引力、宇宙中的物质以及光线在太空中弯曲的方式的观察,大多数专家都认为,还有更深层次的物理机制在发挥作用。

但是,直接找到它将是非常困难的任务。和太空中的DAMPE一样,意大利的XENON1T深空探测器的任务是试图找到暗物质引力效应导致的微弱涟漪。

就像DAMPE一样,XENON1T正在寻找那些难以捉摸的WIMPs——而暗物质真实的存在形式,我们还完全不了解。

科学家寄希望于通过暗物质对普通物质产生的影响进行明确的测量,如电子和正电子湮灭时在太空中发出的射线,我们最终可以找到暗物质。

“与宇宙微波背景实验、高能量伽马射线测量和其他天文望远镜的数据一起,DAMPE提供数据可能有助于最终澄清正电子异常与暗物质粒子的湮灭或衰变之间的联系。”研究人员范一中说。

这些发现已经在Nature上刊出。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 14+1

  1. 乌拉拉
    @2 months ago
    3633672

    有没有反物质概念股…

  2. 3633680

    很多人会认为兹威基时第一个提出暗物质的人,他在1933年就提出了暗物质这个概念。
    然而,实际上,早在1884年,英国物理学家开尔文勋爵就已经提出类似概念。他观测了银河系里的恒星环绕中心的速度,算出银河系总质量,然后算出发光的恒星的数目与平均质量的乘积,发现前者远大于后者,因此他在巴尔的摩的演讲中提出:银河系没“黑暗物体”的质量远大于发光物体的质量。
    1906年,数学大师和物理学家庞加莱首次将开尔文提到的黑暗物体称为“暗物质”。不过有意思的是,他不同意开尔文的结论,他认为暗物质不存在,或者,就算存在,也没有发光物质多。
    1933年,兹威基研究了后发星系团(因为位于后发座所在的天区而得名,后发座因为里面的星星连起来像皇后的头发而得名),发现引力质量远超过发光物体的质量,于是又得出了暗物质远多于发光物质这个结论。在庞加莱之后、兹威基之前,还有几个人也研究了暗物质,此处就不一一列举了。
    七十年代,鲁宾研究了银河系的“旋转曲线。如果银河系的物质都是发出可见光的物质,那质量都凝聚在中心一带,外围的恒星,越远的,旋转地越慢(就如太阳系里面,冥王星比地球离太阳更远,因此就比地球跑得慢)。
    但是鲁宾发现,外围恒星的旋转速度居然与距离中心的大小无关,这只能是因为:1、有看不见的暗物质;或者,2、引力理论必须修正。
    人们大多认为第一种可能性较大,或者说,星系内部与周围弥漫着暗物质。
    再后来的观测表明,星系团内部和周围也有大量暗物质。
    ——来自加州大学伯克利分校,天体物理学博士生王善钦

  3. 3633693

    有个小错误,这位研究员叫范一中

  4. Red_Panda
    @2 months ago
    3633705

    翻译这种科学报告是不是要比趣事百科困难很多

  5. 3633784

    我在段子里说过这件事情,引来了很多人的不满。
    看到他们不满,我就很开心

  6. 3633786

    两个sigma也就那么回事儿了

  7. Spector
    @2 months ago
    3633876

    不发光不代表不存在吧,也许都是普通物质,只不过散布稀薄

  8. 3633922

    别的不说 光探测器的名字 悟空 就令人叫绝

  9. 万能青年小王
    @2 months ago
    3634007

    第三段翻译有些问题,不清楚原文是什么,译文有明显的逻辑不通的问题

  10. 咯啦嘛吖
    @2 months ago
    3634029

    @majer: 煎蛋小编都是伯克利毕业的吗

  11. 五亿保释金
    @2 months ago
    3634136

    越来越近了,就是没找到

  12. 3634400

    @咯啦嘛吖:伯克利??特产摇滚音乐家和吉他手,不知道你为什么说这个?几乎每天上煎蛋差不多六年没发现几个玩音乐的

  13. 脑子坏掉了
    @2 months ago
    3634494

    @橘子:
    探测暗能量的是不是该叫悟能?

  14. 你谁啊
    @2 months ago
    3634580

    @橘子: 英文名叫丹培哦

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