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暗物质潜在质量范围变窄

2021/1/29 10:24:51
来源:科技日报 新闻作者:刘 霞



据物理学家组织网27日报道,英国科学家利用引力作用于暗物质这一事实,首次从根本上计算出了暗物质的质量范围。这一范围比以前认为的要窄得多。最新研究缩小了暗物质粒子的潜在质量范围,也为未来的暗物质“捕手”限定了搜寻范围,还有助于科学家未来发现潜在的新作用力。

暗物质不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用,无法用任何光学或电磁波观测设备直接“看到”,科学家们通过暗物质对星系的作用确定了其存在。宇宙微波背景辐射观测实验的结果给出了暗物质在宇宙物质总量中的比例。在宇宙中,普通物质只占4.9%,暗物质占26.8%,暗能量占到68.3%,而暗能量和暗物质也被认为是21世纪初物理学天空存在的两朵乌云。

在最新研究中,萨塞克斯大学数学与物理科学学院的泽维尔·卡尔莫特教授领导的研究小组,假设引力是唯一作用于暗物质的作用力,并借此计算出暗物质粒子的质量介于10-3eV(电子伏特)到107eV之间,比理论认为的10-24eV到1028eV要窄得多。

“这是第一次有人用量子引力来计算暗物质的质量范围。”卡尔莫特说,这项研究表明,除非有一种迄今未知的作用力对其施加影响,否则,暗物质不可能像某些理论所说的那样“超轻”或“超重”。

研究人员认为,这项研究在两个方面让物理学家们受益:一是聚焦了暗物质的搜索区域;二是有助于揭示宇宙中是否存在神秘的未知力——如果未来发现暗物质的质量超出了萨塞克斯团队预测的范围,那表明暗物质除受到引力作用外,还受其他作用力的影响。

总编辑圈点

很多人对这类研究的意义感到迷惑。确实,暗物质它重不重,似乎不如我们自己最近重没重来的更紧要。不过对于理论学家来说,“超重”的暗物质,证明还存在人们所不知的额外作用力及引力;而对实验学家来说,重量范围的缩小,也能让他们更进一步地发现暗物质的真实本质。至于这真实本质的意义,只能说,当把人类作为一个整体看待时,随着认知和能力的进展,我们无法不去探求宇宙形成和演化的真谛,这是蒙昧与智慧生物的区别。

编辑:朱柄燚

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