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暗物質粒子或終被發現:研究稱恒星内核産物(組圖)

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发表于 2014-10-25 13:36:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
來源: 新浪科技

當我們談到暗物質,每隔幾個月就會有關于此的“新發現”,然而卻往往在希望之後不免失望。但是,最新的進展卻着實讓科學家們都興奮了起來----因爲這可能是迄今爲止第一次直接探測到讓人難以捉摸的暗物質粒子。研究人員認爲一種已發現的從太陽到地球的粒子可形成暗物質,這或許意味着暗物質是恒星内核的産物。

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英國萊斯特大學的科學家或許直接觀測到暗物質。這些研究人員觀測到太陽系中一種奇怪信号----而目前對此的唯一解釋就是,這源于暗物質粒子。
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目前最好的解釋是被稱爲軸子的暗物質粒子在地球磁場的作用下轉化爲光子。如圖所示,軸子産生于太陽高溫質密的内核。
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英國萊斯特大學的科學家利用太空中的XMM牛頓衛星做出這一研究發現,他們很快将進行重複觀察,希望能對此重大發現作進一步确認。
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圖爲仙女座。目前認爲暗物質大約組成了宇宙中所有物質的85%,并形成了宇宙的結構。
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圖爲計算機模拟暗物質在宇宙中的分布情況。暗物質的發現将會告訴我們宇宙的過去、現在和未來。
英國萊斯特大學的科學家利用太空中的XMM牛頓衛星做出這一研究發現。他們發現了從太陽到地球的“軸子”(axions)。這些研究人員觀測到太陽系中一種奇怪信号----而目前對此的唯一解釋就是,這源于暗物質粒子。他們所發現的是在地球磁場中的一個奇怪的X射線源,在排除掉包括其他恒星和星系的原因之後。唯一可能的原因就是軸子撞擊磁場進而轉化爲光子所導緻的産物。軸子是一種假想的基本粒子,被認爲是暗物質的構成粒子之一。
由于已觀測到對恒星和星系的引力作用,暗物質的存在已得到理論化。目前認爲暗物質大約組成了宇宙中所有物質的85%,并形成了宇宙的結構。如果這一研究結果得到證實,這将是有史以來第一次直接探測到暗物質。太陽内核的溫度和密度都十分高,并且在其中不斷經曆着核聚變過程。正是由于其中高溫質密,才有可能産生像軸子一樣的獨特粒子。雖然,在理論上的證明極其困難。
這篇發表論文的主要研究者是在今年三月去世的喬治・弗雷澤(George Fraser)教授。他在論文中解釋說:“軸子,被認爲是暗物質的構成粒子,看起來似是而非令人捉摸不定,但确實産生于太陽内核,也确實在地球磁場中轉化爲X射線。”

萊斯特大學天體物理和空間科學教授馬丁・巴斯托(Martin Barstow)說,這一發現可能會對“我們的宇宙理論産生根本性的影響”。他補充說,目前隻是一個最初步的結果,接下來需要通過天文望遠鏡對其進行确認。“這是一個非常激動人心的研究結果,可能是第一次直接觀測到暗物質。之前由于看到了暗物質對周圍的引力影響,我們才确定它的存在。”“尋找暗物質的構成粒子已有很長時間的曆史,這項研究或許将告訴你軸子是組成暗物質的粒子之一。我們一直在尋找這些粒子使恒星冷卻或者通過輻射存在于宇宙之中的證據。所以,當發現一些看起來可能有用的東西時就是一個十分重要的研究成果。”在此之前,軸子從未被發現。
軸子究竟是什麽,有着不小的神秘感。人們認爲軸子有質量,這是因爲我們知道暗物質可對物體産生引力作用。巴斯托教授解釋說,軸子可能具有一些亞原子物理學目前尚未清楚的特點。他還補充說,是否所有暗物質都來自恒星目前也還不清楚。暗物質可能有許多來源,其中包括我們的太陽。
論文的合著者裏德博士(Dr Read)說:“在喬治的論文中所包含的這些激動人心的發現或将具有裏程碑意義,可能爲新物理學翻開新的一頁,對理解暗物質将産生深遠影響。”此研究團隊很快将進行重複觀察,希望能對此重大發現作進一步确認。



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