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科學家排除軸子是暗物質粒子的候選者

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據國外媒體報道,天文學家們大多認為,宇宙中的絕大部分物質是無法觀測到的,也稱 暗物質 。暗物質究竟是什麼我們還不得而知,但現在至少能排除一些可能性。研究人員對費米伽瑪射線空間望遠鏡觀測得到的大量數據進行分析之後發現,一種稱為軸子(亞原子粒子)的假想暗物質粒子,並不是暗物質的主要成分,也許它們根本不存在。軸子亞原子粒子被認為是由於某種特定的量子相互作用而產生的,但當它們通過強磁場時會體現出很特別的性質。


這些亞原子粒子質量極輕(大約是電子質量的十億分之一),若宇宙中充滿這些顆粒,將產生一個巨大的引力體,而宇宙的大部分質量也會集中於此。同時,軸子粒子(ALPs)某些特性能夠使它們被探測到。一般來說,軸子粒子會轉變成光子,,而光子又是光線傳播的組成成分。因此,我們也許無法直接觀測到暗物質顆粒(暗物質並不通過電磁力進行相互作用),但是我們可以卻可以觀測到光子(光子通過電磁力進行相互作用)。


為了證明這個假設,物理學家們對位於2.4億光年之外,英仙座星團中的一個名為NGC 1275的星系中發射出的伽瑪射線進行了分析探測。在地球與英仙座星團之間,存在許多強磁場,是光子與暗物質顆粒的必經之地。假設此類ALP粒子真的存在,當它們在暗物質顆粒與伽瑪光子之間相互轉換時必將被探測到。遺憾的是,近六年來,費米望遠鏡並沒有觀測到相應的粒子震蕩。

來自斯德哥爾摩大學物理研究院的Manuel Meyer表示,雖然排除了ALPs的可能性,但它們能夠解釋一定數量的暗物質。值得高興的是,原以為要在未來的精密實驗才能得到的結論,如今通過對ALPs的分析,科學家們已經取得了可喜的進展。研究人員希望能通過費米望遠鏡觀察得到更多數據,但似乎此類ALPs並不按常理出牌,或許它們根本不存在,像是避開了所有對於暗物質的偵察。(羅輯/編譯)


責編:李文瑤

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