歐洲核子研究組織使用反物質尋找暗物質
據外媒New Atlas報導,雖然迄今為止暗物質尚未被直接探測到,但科學家仍在嘗試用各種各樣的方法來尋找暗物質。現在,在歐洲核子研究組織(CERN)進行重子反重對稱性實驗(BASE)的研究人員已經嘗試了一種使用另一種奇怪物質-反物質的新方法來尋找暗物質。
暗物質和反物質是宇宙中兩個最大未解之謎的核心。根據天文觀測,宇宙中暗物質的質量要遠大於可見物質的質量。
。我們不知道它是由什麼構成的,但是有各種各樣的理論試圖解釋它,包括帶電粒子、暗光子、超重引力子,甚至是負質量的“ 暗流體”。
另一方面,反物質非常重要,科學家可以直接進行研究。反物質是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時,雙方就會相互湮滅抵消,發生爆炸並產生巨大能量。模型表明,在大爆炸中本應創建相等數量的物質和反物質,但是根據科學家的經驗,反物質極為罕見。那麼問題仍然存在–所有反物質都在哪裡?
對於這項新研究,研究人員希望探索物質-反物質不對稱性與暗物質之間的潛在聯繫。為此,他們建立了一個與過去許多其他實驗類似的實驗。尋找暗物質的常規實驗裝置包括隔離顆粒,然後仔細觀察它們是否存在任何可能表明暗物質相互作用乾擾的異常現象。
但是,儘管過去的實驗都使用了規則物質粒子,但新的研究將其替換為反物質。該小組採用了CERN反物質工廠製造的反質子,並將其限制在稱為Penning陷阱的裝置中,該裝置可防止它們接觸(或湮滅)任何普通物質。他們一個接一個地測量了這些反質子的自旋態,並在三個月內翻轉了大約一千次。
研究人員的想法是,通過長時間進行這些測量,他們可以獲得反質子自旋的時間平均頻率。然後,如果此週期發生任何異常情況,則可能是暗物質顆粒正在干擾的證據。
特別是,他們正在尋找一種叫做“ 軸子”的暗物質候選物。這些假設的粒子被認為是中性的,非常輕,像波一樣在宇宙中流動,偶爾與常規物質和反物質相互作用。由於僅對常規物質進行了測試(到目前為止沒有成功),因此研究人員嘗試使用反物質方法來查看是否發生了任何不同的事情。
研究小組未發現任何暗物質與反物質相互作用的信號。但研究人員表示,實驗僅意味著軸子和反質子的相互作用不會發生在0.1至0.6(GeV)之間,具體取決於軸子的質量。
該研究成果發表在《自然》雜誌上。