暗物質存在再添新證：宇宙射線或來自暗物質粒子碰撞

兩項最新研究成果再一次強化了關於暗物質存在的結論。

安裝於國際空間站的粒子物理試驗設備阿爾法磁譜儀近日獲取了關於反質子流抵達地球大氣層的最新數據，這一數據的準確性前所未有。兩個獨立的研究團隊同樣採用這一最新數據，取得了一致的研究成果。他們聲稱，一些反質子應該是產生於暗物質粒子碰撞。兩項最新研究成果再一次強化了關於暗物質存在的結論。

當兩個暗物質粒子相碰撞會發生什麼？對於這個問題的答案，我們無從得知，因為迄今我們還沒有人能夠弄明白暗物質是什麼。所有可能的粒子都有可能組成暗物質，其中有些粒子的行為可能會讓暗物質具有「自我交互」。當兩個暗物質粒子相碰撞時，它們可能衰敗成我們可以觀測得到的其它粒子。在充滿暗物質的宇宙中可能經常會發生這一過程，而且一些形成的粒子正時時刻刻地向我們飛來，只不過我們不知道它們的起源而已。

我們的大氣層不斷地受到來自外太空各種粒子的衝擊，它們總稱為宇宙射線。宇宙射線的來源有超新星、活躍的星系核。它們是否也來自於暗物質粒子的相互碰撞呢？這一問題很難回答，因為捕獲它們本來就是一件非常困難的事。安裝於國際空間站的粒子物理試驗設備阿爾法磁譜儀近日獲取了關於反質子流抵達地球大氣層的最新數據，這一數據的準確性前所未有。所謂的反質子就是質子的反粒子。兩個獨立的研究團隊同樣採用這一最新數據，取得了一致的研究成果。他們聲稱，一些反質子應該是產生於暗物質粒子碰撞。這一發現並非科學家首次嘗試發現暗物質的證據。但考慮到阿爾法磁譜儀最新數據的準確性，最新發現應該可以看作是最強有力的證據。

其中一個研究團隊由德國亞琛工業大學科學家亞歷桑德羅-科科領導。科科的研究團隊運用計算機模型模擬了兩種假設場景，一個場景是沒有暗物質，另個場景中有暗物質。研究人員得出結論認為，有暗物質的場景與阿爾法磁譜儀的最新數據最匹配。他們特別指出，一個暗物質粒子的質量近80GeV，大約相當於一粒質子質量的85倍。

另一個研究團隊由中國科學院Ming-Yang Cui負責，他的研究團隊取得了類似的發現成果。他們是根據宇宙射線中的硼碳比數據進行分析研究的。由於硼在穿越太空抵達我們地球的過程中，會因放射而變成為碳，這兩種元素的比例可以幫助我們估算這些射線究竟旅行了多長時間，同樣也就可以估算它們的來源距離我們有多遠。來源越遠，殘留的硼含量越小。根據這一思路，研究人員得出了與科科研究團隊相同的結論，即存在暗物質「信號」，一些反質子可能來源於暗物質碰撞。他們發現，一個暗物質粒子質量大約介於20到80GeV之間。這一質量意味著這種暗物質粒子可能是弱作用大質量粒子。

暗物質粒子的另一個重要特徵是其橫截面，或者說是兩個暗物質粒子相互碰撞的可能性。科科的研究團隊估算的橫截面數據大約是每秒3*（10的-26次方）立方厘米，而Ming-Yang Cui的研究團隊估算的結果是一個介於2*（10的-26次方）到5*（10的-26次方）的區間。兩個研究團隊的估算結果再次不謀而合。

此前的相關研究聲稱發現了來自某矮星系的伽馬射線可能是暗物質粒子碰撞結果的證據。還有一些研究成果假設伽馬射線可能來自其它空間的暗物質。最新的兩篇論文與此前的研究成果較為一致，但他們並不僅限於此，他們還進一步提升進了關於暗物質粒子的特徵極限。科科介紹說，「阿爾法磁譜儀近期對反質子流的極其精確的測量，幫助我們獲得了對可能的暗物質信號前所未有的敏感度。這一敏感度要比此前對矮星系的伽馬射線的觀測信號敏感度強大約4倍。」兩項最新研究成果再一次強化了關於暗物質存在的結論。

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