遍寻暗光子受挫 暗物质理论陷入瓶颈
- 发布时间：2014-11-01 01:30:36 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报讯 三位物理学家在《物理评论快报》上发表的一篇论文中指出，建设于上世纪80年代初的实验装置的消极运行结果，已然让找寻暗光子的踪迹面临瓶颈。
布赖恩·百特尔和另两位作者指出，应该可以建造一种相对便宜的实验设备，用来检测暗物质基本观点中暗光子这一概念，实验结果要么支持它、要么完全摒弃它。
暗光子是证明暗物质存在的一种概念假设。暗物质是一种神秘的东西，物理学家认为它拥有宇宙重力，没有它，一切将四处飞散。科学家推断出宇宙中约27%的成分由暗物质组成。在银河系里，暗物质比熟知的普通物质多了20倍以上，地球以及太阳系在这个银河系中的暗物质“雾霾”里运动。
然而，在粒子物理标准模型中却无法找到暗物质的解释。暗物质的本性之谜被普遍认为是21世纪物理和天文学中最具有挑战性的问题之一。不幸的是，没有人能找到暗物质存在的可见证据。
目前的理论认为，暗物质由大质量微弱相互作用的粒子（WIMPs）组成，这种粒子只能通过弱核力相互作用。全世界物理学家建起各种探测装置，寄希望于观察到一个此类粒子的脉冲回声，但都以失败告终。
与此同时，其他一些想法让物理学家辗转反侧，比如一种观点认为就存在χ粒子（如果真的存在，它会通过一种类似电磁的力量与其他粒子相互作用），它们能被暗光子传导和搬运。如果这样的暗光子确实存在，暗物质理论将会继续存在，暗光子还能与其他“普通”物质相互作用，而这种作用过程可以被观察到。这是旧实验装置数据的理论来源。
从1980年到1982年，位于美国门洛帕克市的SLAC国家加速器实验室，建设了“束流收集器”实验装置，能将一束高能电子击入铝目标物，然后观察从被激发的目标物和背后的“沙丘”中到底能看到些什么。
据物理学家组织网近日报道，百特尔认为，与一些高能电子束中的电子相互作用的高能χ粒子应该能被激发出来，但是，建设束流收集器的研究人员报告称，并没有发现反冲电子。
旧的实验并没有反对有关χ粒子或者暗光子的整体思路，但从另一个角度证明了，围绕它们形成的理论需要更多深入思考，以便更好地描述它们的实际属性。
为此，其他物理学家已经提议建设一个新的、相对便宜的束流收集器实验平台，能获得相当于上世纪80年代实验装置100倍的实验成果，借以希望找到χ粒子、暗光子或暗物质本身存在的证据。
（房琳琳）
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