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寻找暗物质新实验:反氘核产量结果出炉

2020年6月18日7:00 环球解密

    大型离子对撞机实验组(ALICE collaboration)最近提交了反氘核(antideuteron)产出率的新结果,这是大型强子对撞机目前为止进行的最高能量撞击实验所收集的数据。

    大型离子对撞机(ALICE)示意图。(CERN)

    反氘核由一个反质子和一个反中子组成,是近期科学家提出的暗物质新的候选粒子之一。这项结果是科学家在寻找暗物质的路上迈出的又一步。

    近代理论认为,暗物质是宇宙中主要的宇宙,占所有物质的85%,可是它却十分神秘,科学家都不知道它的构成粒子到底是什么。学者们认为了解暗物质的秘密是打开物理学内一扇新大门的钥匙。

    科学家现在认为反氘核是暗物质的候选粒子,它们是超中性子(neutralino)或标量中微子(sneutrino)衰变或湮灭后的产物。在太空中探测到它们的踪迹可以作为暗物质的存在间接特征。

    除了这个实验,国际空间站(ISS)内的AMS探测器也在寻找反氘核。

    然而,科学家在宣称找到它们之前,必须同时考虑宇宙射线与星际介质中的原子核相撞产生反氘核的比例,以及它们在宇宙空间旅途中遇到物质发生湮灭产生反氘核的比例。也就说,在断言找到反氘核之前,科学家必须先明确对撞和湮灭产生反氘核的比例。

    在地面大型强子对撞机的实验,其实是在模拟宇宙射线碰撞产生反氘核的情形,因此这些数据代表的是碰撞情形产生反氘核的比例。科学家认为,这个实验为太空中产生反氘核情形建立理论模型奠定了基础。

    通过考察反氘核和它的反物质——氘核(deuteron)的比例,研究人员将第一次确定低能量反氘核湮灭的可能性。

    这些数据配合将来太空站的研究数据,将帮助科学家确定,它们是不是暗物质存在的证据,或是其它未知现象的产物。

    大型离子对撞机实验组的发言人穆萨(Luciano Musa)说,他们的设施为研究反物质原子核提供了独一无二的条件,接下来他们还将把实验范围扩展到更重的反原子核,为寻找暗物质进行不断的尝试。

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