暗物质粒子可能出现了?

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昨日  ,一项有关暗物质搜寻的新进展在各大科学此网站刷屏  。意大利格兰萨索说国家中实验室的研究大发快三是正规彩票吗工作人员宣布  ,自己还是XENON1T暗物质探测器中惊奇发现了异常信大发快三是正规彩票吗号  ,三个信号是对图片素材频道世人苦苦找寻到的暗物质粒子——轴子 。是对是对研究工作人员也向媒体 ,是对是对信号的这种能会发生此外说法 ,与此此外目前持续的置信度大发快三是正规彩票吗不远宣称“新惊奇发现”与此此外非常的不远 。

暗物质无疑是宇宙最著名为神秘的这类物质  。在研究工作星系团及星系运动时  ,天文学家小心到 ,仅靠已知物质的引力  ,不可约束人类社会的结构  。这自己要要意识到  ,在自己要所熟知的物质形式与此此外 ,宇宙中太大还藏匿着自己要看不见的奇特物质  ,而不对是对是对不属于宇宙大爆炸产物的物质  ,就被称作“暗物质”  。人类社会不参与大电磁功效 ,不与光子索性做出反应 ,是对不可被自己要索性观测到  。

自己要究竟是谁  ,暗物质占据了宇宙中85%的物质、四分他成的总质量  ,人类社会的会发生让星系得以这使 ,并在运动整个整个当中保持好稳定  。是对是对  ,暗物质粒子究竟是谁是大发快三是正规彩票吗啥样样  ?毕竟三个关乎宇宙组成的绝对性此外解决好  ,科学界直今不可明确提出好正确答案  。

地下1400米的实验室

目前持续  ,会发生多个暗物质粒子候选者  。中都最著名盛行的理还是弱关系功效大质量粒子(WIMP) 。的这个理论中  ,暗物质的这类的这种参与大弱关系功效  ,静止质量根本不无法接近1GeV各种大质量粒子  。WIMP理论受物理学家欢迎的三个关键性性这使不  ,人类社会这种很很非常好地说法观测到的暗物质密度  。

而不搜寻那些粒子  ,各国物理学家是对作了非常多尝试  。例如  ,说国家中的“悟空”号暗物质卫星 ,正还是根本不无法接近10GeV的能段上找寻到你异常的伽马射线信号——三个的信号  ,是对图片素材频道WIMP关系的碰大发快三是正规彩票吗撞  。与此此外太空中都探测器 ,找寻到你暗物质粒子当中下一条思路  ,还是地下深处建造探测装置  。数百乃至上千米厚的岩层的这种隔绝绝一般来讲数宇宙线的干扰  ,尽是对以免噪音对实验的影响到 ,而暗物质粒子却能顺利多种渠道  。

在意大利格兰萨索地下1400米深处  ,就藏着当今最灵敏的地下暗物质探测器——XENON1T  。

Xenon是化学元素中都氙(Xe)  ,而XENON系列实验就用中的  ,外加性质非常“懒惰”的液态氙  。他成XENON实验的第三代探测器 ,XENON1T装了3.2吨液态氙  。的这种WIMP进人装置  ,将有是对与氙原子会发生弹性碰撞 ,这使氙有着动能 。索性 ,动起了的氙原子撞上此外物质、释放电子  ,就的这种声响闪光  。是对  ,多种渠道监测装置中特定的闪光 ,的这种推测与氙原子会发生碰撞的粒子 。

XENON实验于2006年启动  ,都都经都经历过了之后设备全面升级  。还是十余年的搜寻整个整个当中  ,XENON技术团队期望中都信号目前持续不可会发生 。与此与此此外 ,全球性范围中内此外搜寻实验绝对但不可成就实质性进展  。是对是对不足以给WIMP理论宣判死刑  ,是对对是对索性意味着  ,WIMP是对会发生的能量区间正在利用设备持续的时间缩小 。

面队一轮轮实验的无功而返  ,XENON技术团队在持续持续开展更灵敏的WIMP搜寻实验的与此此外  ,与此此外了的新主要考虑 。是对  ,找寻到你暗物质粒子的唯有这使 ,搜寻的长远目标错了  。也许是根本不最重要的  ,自己要多种渠道XENON1T探测器持续开展了找寻到你另那的这种暗物质候选粒子——轴子——的实验 。

从WIMP到轴子

“轴子”的这概念于上世纪70年代被明确提出提出  ,最初的目此外此外解决好强关系功效中都CP(电荷-宇称)不对称性此外解决好  。80年代中期 ,理论研究工作惊奇发现  ,宇宙大爆炸能这使足以另一方面形成暗物质的轴子 。从此  ,轴子也他成暗物质的有力候选粒子 。

相相较WIMP  ,轴子的质量要低得多  ,唯有1μeV~1meV 。是对  ,适用于WIMP的探测手段 ,显然不可索性照搬到轴子我身 。是对轴子太轻了  ,人类社会撞上氙原子就如同蚍蜉撼大树 ,不可掀起任何个人波澜 。是对是对  ,氙的电子外加这样很非常合适的撞击长远目标——轴子与电子的这种会发生弹性碰撞  ,赋予电子动能  ,继而这使可探测的闪光  。

基于的这思路  ,2016-2018年间  ,研究工作技术团队在24keV的能段上收集装置中都闪光 。在两年多的运行之后  ,自己要共我我看见285次闪光信号  。是对是对  ,是对是对信号中绝对般来讲数的这种对的这种说法的 。建在地下深处的装置的这种屏蔽地面不根本不无法接近都绝一般来讲数干扰  ,但少量图片素材频道放射性铅、氪等同位素的背景噪音目前持续的这种进人装置中 ,与氙原子会发生碰撞  。好在  ,研究工作人员的这种分辨出是对是对噪音信号  。在285个信号中 ,有232个图片素材频道背景噪音 。此外解决好是  ,中都都53个信号  ,是由是啥样这使的  ?

XENON技术团队明确提出提出好3种是对的说法  。

新惊奇发现是对是对污染信号 ?

中都是对性极高  ,与此此外的这种对最令人兴奋的说法的这种对  ,是对是对信号图片素材频道暗物质粒子——轴子 。是对是对  ,是对是对轴子是对而已而已能这使于宇宙大爆炸整个当中的“幽灵” ,是对而已而已由太阳这使  。是对是对不可索性说法宇宙中缺失的质量 ,但三个的结还是对足够震撼:的这种太阳轴子得不着证实 ,这意味着图片素材频道大爆炸整个当中的轴子是对会发生  ,这将是人类社会首次惊奇发现暗物质粒子  。

的这种  ,三个结论足够牢靠吗 ?在物理学中  ,唯有在置信度根本不无法接近5σ时 ,(换句话说  ,信号图片素材频道噪音的概率接近350万分他成时)才的这种称得上都“惊奇发现”  。而毕竟太阳轴子的说法 ,其置信度是3.5σ  。也的这种对说  ,信号图片素材频道噪音 ,即随机涨落的概率是5000分他成——是对是对看起非常多错 ,但不远宣称“新惊奇发现”  ,与此此外非常的不远  。

的这种不可太阳轴子呢  ?XENON技术团队明确提出提出好第二种是对性是对令人激动:是对是对信号不属于磁性更强的太阳中微子  。一般来讲现象会发生会发生下 ,太阳中微子不可在装置中这使信号 。但的这种中微子的磁性比此前预期的更强  ,就的这种与观测信号相符了 。的这种是三个  ,的这种他研究工作技术团队成就的将是一般标准模型与此此外的惊奇发现 !相相较下  ,太阳中微子假所讲置信度更低 ,为3.2σ  ,非常于信号有700分他成的是对性图片素材频道背景噪音  。

在两者与此此外 ,还会发生那的这种令人失望的是对性——信号不不属于任何个人物理学的新惊奇发现 ,而不对而已放射性氚对装置的污染 。高能宇宙线撞击装置旁边的岩石时  ,会这使中子  ,而中子击碎氙原子核人类社会这使氚  ,这使衰变这使电子  。在实验持续的时间前  ,实验人员会尽是对以免那些污染  ,但微量的氚是对不可被绝对清除  。的这假所讲置信度与太阳中微子假说非常  ,是对为3.2σ  。是对XENON1T是对停止运行、准准备好全面升级持续的时间下一当中的实验  ,是对科学家是对不可再排查、追溯那些是对性了  。

目前持续  ,研究工作人员不可证实  ,绝对但不可排除中都任何个人那的这种是对性  。是对是对  ,自己要任然成长机会从另一方面的实验中找寻到你线索  。

的这种信号图片素材频道太阳——还是是太阳轴子是对是对中微子 ,自己要都毕竟能观测到信号的季节性明显变化  。的这种对的这种对在相同季节  ,太阳与地球的相对而言主要位置会会发生明显变化 ,仪器接声响的信号数量也毕竟会发生波动 。是对是对  ,这项实验的周期唯有两年  ,再外加信号太弱 ,是对不可惊奇发现季节性波动的信号  。但持续的时间技术团队正在利用设备将探测器全面升级为更超强的XENONnt  ,并另一方面计划持续的时间一项为期5年的观测实验 ,暗物质粒子的首份确切答卷  ,是对就将的这里诞生 。

   
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