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从宇宙开始闪烁

作者:相而先    发布时间:2017-11-01 01:02:12    

作者:Marcus Chown美国两位物理学家表示,当宇宙通过一个巨大的惰性气体储存罐时,可以通过产生微小的闪光来揭示自然物质构成大部分宇宙的暗物质然而,只有当暗物质由称为中性粒子的假想粒子组成时,才会发生这种情况这些粒子是由超对称理论预测的,它将两种主要的亚原子粒子 - 费米子和玻色子 - 视为同一枚硬币的两面费米子和玻色子之间的区别在于一个叫旋转的基本特征超对称性说每个玻色子都有一个费米子伴侣,反之亦然像光子和胶子这样的玻色子与光子和胶合物结合,而电子和夸克等费米子则与光子和夸克合作已知的费米子和玻色子的尚未发现的超对称伙伴将与普通粒子一起在大爆炸中产生在最简单的理论中,最轻的超对称粒子 - 中性粒子 - 是稳定的,因此仍然存在这使得它成为神秘粒子的有力候选者,这些粒子被认为构成了我们银河系周围暗物质光晕质量的五分之四(新科学家,科学,4月29日)中性在超对称粒子中是不常见的,因为它在普通粒子族中没有直接的伴侣相反,它具有三个其他超对称粒子的特征:photino,Higgsino和Z-ino如果黑暗的光环主要由中性色素组成,那么每秒有多达1亿个光环可以穿过每平方厘米的地球表面由于它们是一种弱相互作用的大质量粒子,或WIMP,大多数将直接穿过地球但是,新泽西州普林斯顿大学的David Spergel和俄亥俄州凯斯西储大学的Glenn Starkman表示,当中性通过普通原子时,它会与电子交换一个电子,将电子提升到更高的能量状态 当激发的电子释放出这种多余的能量时,它应该释放出一束紫外光目前的中性检测器依赖于不同类型的相互作用他们在中性核和核交换夸克之后寻找原子核的反冲这些探测器使用诸如锗的半导体晶体,其中反冲核应该从相邻原子中射出电子并引起称为声子的晶格振动原则上,应该可以检测这些电扰动和声子,但是将它们与晶格中发生的所有其他相互作用区分开来的实际问题是巨大的因为中性 - 电子相互作用发光,所以应该更容易检测它一直被忽视,因为它被认为比中性和细胞核之间的相互作用的可能性低百万倍然而,Starkman和Spergel重新研究了这一过程,并说有几个因素结合起来产生中性电子事件,就像中性核相互作用一样(Physical Review Letters,vol 74,p 2623)例如,以前,研究人员忽略了这样一个事实,即中性可以将原子外壳中的几个电子中的任何一个激发到许多不同的可能能态即便如此,所提出的中性检测器必须非常大以增加相互作用的可能性它必须是透明的,以便可以看到紫外光子,并且由没有天然放射性的材料制成 Spergel和Starkman没有详细考虑哪种材料适合,但有一种可能性是惰性气体,如氦气或氩气为了避免拾取宇宙射线,探测器将建在地下深处 Spergel说,中性产生的紫外光子的特征是明确无误的它应该显示出一个特征性的年变化,在6月达到峰值,当地球围绕太阳的速度与太阳绕银河系的速度平行时,

 

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