@ 2019.02.28 , 21:36

岩石可能含有暗物质化石

如果暗物质在古老的岩石内部发生相互作用,它们可能会在岩石的晶体结构中留下可探测的痕迹。

我们脚下的岩石可能含有暗物质在过去发生相互作用的痕迹——以纳米宽度的轨迹的形式。以前,对这些所谓的暗物质化石的搜索一无所获。但材料分析技术的最新进展,使来自瑞典和波兰的一组研究人员认为,需要再进行一次化石的“挖掘”活动。该团队预测,暗物质的迹象可能会在深层钻芯中的某些矿物质中显现出来,其灵敏度将超过目前的研究方法。

化石轨道识别技术最初是为研究旧岩石中的核裂变而研发的。当高能的裂变产物穿过晶体结构时,它会留下几纳米宽、几微米长的非晶态轨道。通过与原子核的碰撞,暗物质粒子可以产生相似但较短的轨迹。但于1995年发表的一项使用原子力显微镜的搜索(付费期刊)并未发现这种现象。

在这项新近的研究中,研究人员提议使用最新的技术,如氦离子束显微镜和小角度X射线散射,以纳米分辨率去直接测绘一克的岩石的全部体积。这种壮举在以前是做不到的。他们提议,从来自十千米深处的钻孔中的低放射性矿物中获取样本。在这些矿物中,源自宇宙射线等其他粒子的轨道应该要少一些。

该团队估计,一立方厘米的古代岩石可以含有数百到数千个由暗物质引起的轨道。他们说,这些轨道可以通过它们独特的轨道长度分布来识别。他们的计算还表明,一克重的“古探测器”的灵敏度可能比现在一些数吨重的探测器还高;构成前者的岩石材料已经“寻找”暗物质约十亿年,而后者只运行了短短数年。

该研究发表于付费期刊《物理评论D

# cmp0xff:盖自开辟以来,每受天真地秀,日精月华,感之既久,遂有灵通之意。

# 原文作者为Michael Schirber(《物理》网站在法国里昂的通讯编辑。)
原文日期:2019年2月26日
本文译自 Physics,由译者 cmp0xff 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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