注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

《新京报·新知周刊》

 
 
 

日志

 
 

暗物质已经被找到了?  

2009-12-28 11:33:00|  分类: 视野 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

美国科学家发表文章称,探测器出现两次微小颤动
暗物质真的找到了?
 
 
暗物质已经被找到了? - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》 
科学家根据预测结果绘制的暗物质三维示意图。资料图片
 
 

一则“疑似”发现暗物质的新闻让整个物理学界兴奋起来。美国“低温暗物质探测”(CDMS)项目组科学家近日宣称,他们已经捕获到暗物质粒子。如果这一发现最终得到证实,它将成为物理学领域最重要的发现之一。

 

1间接推导认定暗物质

 

什么是暗物质?原来,科学家在建立宇宙模型的时候,发现一个问题:如果让这个模型说得通,那么就要假设其中有些能量和物质是我们还没有发现的。它们被称为“暗能量”和“暗物质”,其共同点是“暗”,不发光,和通常物质的作用也很微弱。根据这一假设,科学家一般认为宇宙中能量的95%不是寻常的物质和能量,大约72%左右是暗能量,23%左右是暗物质。设想有这么一个人,他在黑夜里穿着黑衣服,你看不到他;如果他直直地向你冲过来,不会把你撞倒,而是毫无声息地从你身体里穿过去,你如何发现他?暗物质有点像这样的人。科学家们想可能总有一些蛛丝马迹会“出卖”它,比如它可能会留下脚印,可能会有气味,如果它受伤了,可能会流出能够看得见的血,或许有一天它会撞上一面它无法穿过的墙。

 

自从“暗物质”的理论被提出之后,科学家一直在致力于寻找暗物质存在的蛛丝马迹。1933年,天文学家泽维基(Zwicky)发现一个星系团中的星系速度比预期的要快。根据牛顿万有引力定律,这意味着星系之间还有很多我们没有看到的物质,当时科学家管它们叫“丢失了的物质”。1975年,人们肯定了星系内也含有很多不发光的暗物质,并通过引力来推测暗物质的存在。2008年下半年,两个独立的实验似乎探测到了暗物质辐射出的电子和正电子。这两个实验分别是ATIC和PAMELA。ATIC是先进离子量能器的简称,而PAMELA则是反物质探测和轻原子核天体物理卫星荷载的简称。

 

2精密探测器抖两抖

 

以上这些证据,都只是用间接的方法推导出暗物质的存在,但最近低温暗物质探测实验(CDMS)小组在《自然》杂志上发表论文称,他们可能直接探测到了暗物质撞击靶板。暗物质很少和其他物质发生反应,为什么能够探测到呢?中科院理论物理所研究员李淼表示,暗物质虽然“很难”,但也不是“不可能”和其他物质发生反应。绝大多数暗物质都有着很大的运动速度,因为它们很少和其他物质发生反应,所以没有什么能让它们慢下来。科学家们希望暗物质中的重粒子“弱作用重粒子”(WIMP)在高速穿过宇宙的过程中,能正巧撞在CDMS的探测器上。

 

现在CDMS探测器已经发展到第二代“CDMS-2”。CDMS-2位于美国明尼苏达州的一个废弃的铁矿井中,深入地下780米。上面的地层可以阻隔X射线等大多数宇宙射线。试验装置的探测器靶是一个被冷却到接近绝对零度的锗块,低温消除了锗分子本身的振动,是CDMS的关键技术之一。科学家认为,这样就可以探测到WIMP对锗原子核的扰动。为了隔绝任何“闲杂粒子”的侵扰,CDMS被几层防护装置密封起来,其中一层是从一艘100多年前沉没的法国沉船上打捞出来的4.5厘米厚度铅块。之所以用这种“文物”级的铅块,是因为经年累月,它的同位素衰变辐射已经变得很弱了,可以避免它自身的辐射影响到锗靶。这样,锗靶身处幽暗阴冷的密室中,如果有微微的颤动,那就很可能是穿越宇宙的暗物质“WIMP”穿越重重阻隔,和锗靶有了“一撞之缘”。就这样,在两年的时间里,CDMS-2探测到了两次微小的颤动。CDMS一抖,物理学家们也跟着虎躯一震———天呐,暗物质大人亲自现身了吗?

 

3铁证还要再等等

 

且慢,CDMS小组的负责人乔蒂·库雷(JodiCooley)出面强调,他们看到的两次信号有可能只是背影噪音。因为实验仪器极其精密,所以内部的某些扰动也可能会被误读为对暗物质“WIMP”的反应,误读的可能性有多大呢?库雷认为有25%。她无奈地说:“我们的结果不能被解读为WIMP和物质发生作用的重要证据。”但同时她认为,也不能完全否定两次读数是WIMP造成的可能性。在《自然》杂志上发表的文章中,CDMS小组表示只有得到了5个读数,才能作为找到暗物质“WIMP”的铁证。

 

12月7日,CDMS小组的文章在《自然》杂志上发表之前,就已经有人在粒子物理学博客“共振”(Resonaances)上发布消息,说暗物质已经被找到了。该消息引起了这个圈子博客的大合唱。所以当大家听说“这还只是传说”的时候,不免感到失望。CDMS小组表示,他们会不负大家的希望,继续把寻找暗物质的事业进行到底。他们现在正在安装“超级CDMS”,它将装有更多的锗靶,这样暗物质打在上面并和锗原子发生反应的可能性将大大增加。超级CDMS将在2010年安装完毕,现在我们能做的只是静静等待。



 

采写/本报记者 刘铮
 

  评论这张
 
阅读(211)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017