丁肇中研究组新发现:暗物质极可能存在

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【大纪元2014年09月22日讯】(大纪元记者海宁编译报导)9月18日,丁肇中领导的暗物质研究小组在欧洲核子研究中心发布重大研究成果:暗物质极可能存在。根据国际空间站上阿尔法磁谱仪的首批观测数据,其研究团队已经找到了可以证明暗物质存在的6个证据中的5个。

先前的宇宙学探索发现,人类目前所认识的物质大概只占宇宙总质量的4%。那些不发光不发热的暗物质,则占了宇宙的23%,还有73%是暗能量。寻找暗物质,成为当代物理学和宇宙学中一个迫切需要解决的问题。

阿尔法磁谱仪从2011年5月16日在国际空间站开始运行,迄今已经连续收集数据四十多个月,共搜集了540亿个宇宙射线事件的数据。丁肇中公布的研究成果,是基于对其410亿数据的分析,尚有部分数据的分析未完成。

寻找暗物质主要有3种思路。一种是利用粒子对撞产生直接暗物质;另一种是利用引力场间接探测。暗物质不发光,但是可以产生引力,因此可以通过对引力场变化的测量来寻找暗物质。

阿尔法磁谱仪项目代表了第三种途径。从理论上讲,暗物质相互碰撞会产生过量正电子,因此可以通过探测正电子来寻找暗物质。目前,阿尔法磁谱仪已记录到1090亿个电子与反电子,在业已完成的观测中,暗物质的6个特征已有5个得到确认。

这5个特征分别为:正电子比例上升是从8吉电子伏特(Gev)的能量开始;在速率方面,正电子占电子与正电子总数的比例快速增加;在275吉电子伏特左右停止增长;比例上升的过程较为均衡,没有明显的峰值;还有正电子似乎来源于宇宙空间的各个方向,而不是某个特定方向。

据丁肇中介绍,证明暗物质所需的最后1个特征就是正电子的产生率会不会突然下降。丁肇中说,“很快下降一定是暗物质跟暗物质对撞产生正电子,因为暗物质能量有限,到一定能量以后就不可能再产生正电子,所以会突然下降。”但他说,这可能会花很多时间。

这一成果已经发表在9月19日出刊的美国《物理评论快报》上。

责任编辑:李缘

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