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摘要:称为磁振子的准粒子能揭开轻量暗物质粒子的面具吗?这些理论家说,这些微小的涟漪甚至可以诱使一个稍纵即逝的、轻量的暗物质粒子脱离隐藏。这些暗物质粒子现在正从你的房间里流过。随着实验的进行,暗物质的允许性质已被慢慢排除。在这个装置中,即使可疑粒子非常轻,也可能探测到暗物质。这些准粒子被称为“磁振子”,可能是因为它们像小而可爱的小磁铁。
宇宙中大约80%的物质是目前物理学完全不知道的形式。我们称之为暗物质,因为我们能尽可能地分辨出它是…暗的。全世界的实验都在试图捕捉一个游离的暗物质粒子,希望能理解它,但到目前为止,它们都是空的。
最近,一个理论家团队提出了一种新的 ... ,用一种叫做magnons的奇怪“粒子”来寻找暗物质,这个名字我不仅仅是编造出来的。这些理论家说,这些微小的涟漪甚至可以诱使一个稍纵即逝的、轻量的暗物质粒子脱离隐藏。[关于暗物质的11个最大的未解之谜]
暗物质之谜我们知道关于暗物质的各种各样的事情,除了它是什么。
即使我们不能直接探测到它,我们一打开望远镜就能看到暗物质的证据。第一次发现是在20世纪30年代,是通过对星系团(宇宙中一些最大的结构)的观测。它们居住的星系只是移动得太快,不能作为一个星系团聚集在一起。这是因为星系的集体质量赋予了聚集在一起的引力胶——质量越大,胶水就越强。即使是最快的运动星系,超强的胶水也能粘合在一起。任何更快的星系团都会把它们自己撕开。“KdSPE”“KdSPS”,但是星系团存在,星系围绕它们嗡嗡飞动的速度远远快于星系团的质量。有些东西有足够的引力把星系团聚集在一起,但是有些东西没有发射或与光相互作用。“KdSPE”“KdSPS”这个谜在几十年里一直没有解决,70年代天文学家薇拉·鲁宾通过观测星系内的恒星而大大提升了赌注。再一次,事情发展得太快了:考虑到它们观测到的质量,我们宇宙中的星系应该在几十亿年前分裂。有东西把他们绑在一起。看不见的东西。[关于我们银河系的11个有趣的事实]
这个故事在宇宙的时间和空间上都重复着。从宇宙大爆炸的最早的光到宇宙中最大的结构,在那里有一种时髦的东西。“KDSPE”在 ... 中搜寻“KdSPS”,所以暗物质非常多,我们只是找不到任何其他可行的假说来解释数据海啸来支持它的存在。但这是什么?我们最好的猜测是暗物质是一种新的、奇异的粒子,迄今为止还不为物理学所知。在这张照片中,暗物质充斥着每个星系。事实上,透过恒星、气体和尘埃的云层所看到的银河系的可见部分,只是一座小小的灯塔,与一个更大、更暗的海岸相对立。每个星系都位于一个巨大的“光晕”中,由无数个暗物质粒子组成。
这些暗物质粒子现在正从你的房间里流过。他们在你身上流淌。一场无休止的雨,一个微小的,看不见的暗物质粒子。但你根本没注意到。它们不与光或带电粒子相互作用。你是由带电粒子组成的,你对光非常友好;你对暗物质是看不见的,而暗物质对你是看不见的。我们“看到”暗物质的唯一 ... 是通过引力;引力注意到宇宙中各种形式的物质和能量,不管是不是暗的,所以在最大的尺度上,我们观察到所有这些无数粒子的组合质量的影响。但在你房间里?什么都没有。
除非,我们希望,暗物质与我们正常物质有其他的相互作用方式。有可能暗物质粒子,不管它是什么,也能感觉到微弱的核力——这是导致放射性衰变的原因——打开了一扇通往这个隐藏领域的新窗户。想象一下建造一个巨大的探测器任何你手头上的东西。暗物质粒子流通过它,几乎所有这些粒子都是完全无害的。但有时,由于暗物质模型的特殊性,通过的粒子通过微弱的核力与探测器中某个元素的原子核相互作用,使其失去位置,使探测器的整个质量颤动。
进入magnon这个实验装置只有在暗物质粒子相对较重,在这种罕见的相互作用中,它有足够的爆发力来击出一个原子核。但到目前为止,全球所有的暗物质探测器都没有看到任何相互作用的痕迹,即使经过多年的探索。随着实验的进行,暗物质的允许性质已被慢慢排除。这不一定是件坏事;我们只是不知道暗物质是由什么组成的,所以我们对它不是什么的了解越多,它可能是什么的画面就越清晰。
,但缺乏结果可能有点令人担忧。暗物质最重的候选粒子被排除在外,如果这个神秘的粒子太轻,在探测器中就永远看不到它,因为它们现在已经被设置好了。也就是说,除非有另一种 ... 可以让暗物质与规则物质对话。
在最近一篇发表在预印本在线期刊arXiv上的文章中,物理学家们详细介绍了一个提议的实验装置,它可以在改变电子自旋的过程中发现暗物质粒子(如果事实上,暗物质可以做到这一点)。在这个装置中,即使可疑粒子非常轻,也可能探测到暗物质。它可以通过在物质中创造所谓的磁振子来做到这一点。
假设你在绝对零度的温度下有一大块物质。物质中所有电子的自旋,就像微小的磁铁棒,都指向同一个方向。当你慢慢地升高温度时,一些电子会开始醒来,四处摆动,并随机地将它们的自旋指向相反的方向。温度升高得越高,翻转的电子就越多,每次翻转都会使磁场强度降低一点点。每一个翻转的自旋也会在物质的能量上引起一点波动,这些波动可以被看作是一个准粒子,而不是一个真正的粒子,但是你可以用这种方式用数学来描述。这些准粒子被称为“磁振子”,可能是因为它们像小而可爱的小磁铁。
所以如果你从一个非常冷的物质开始,足够多的暗物质粒子撞击物质并翻转一些自旋,你就会观察到磁振子。由于实验的敏感性和相互作用的性质,这个装置可以探测到一个轻量的暗物质粒子,“KdSPE”9个关于黑洞的想法将使你的头脑产生11个最大的关于暗物质的未回答的问题:物理学中的18个最大的未解之谜“KDSPS”保罗M萨特萨特是俄亥俄州立大学的天体物理学家,是一个太空人和空间电台的主持人。《你在宇宙中的位置》一书的作者,最初发表在《生活科学》杂志上
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