暗物质轴子探测:认识宇宙的新窗口

时间:2019-09-27 12:07来源:学术报告
暗物质轴子探测:认识宇宙的新窗口 ■高宇 李闯 李田军 多年来,美利哥南洋理理大学物农学家完毕了一项名称叫ABRACADABRA(魔术师用语:见证神跡的时刻,简称为ABRA)的轴子搜寻技能
暗物质轴子探测:认识宇宙的新窗口

■高宇 李闯 李田军

多年来,美利哥南洋理理大学物农学家完毕了一项名称叫ABRACADABRA(魔术师用语:见证神跡的时刻,简称为ABRA)的轴子搜寻技能的事先测量试验。那项实验的指标是期望能探测到轴子型暗物质粒子。

施行首席研究员、洛桑联邦理工高校物经济学教师Lindley 温斯洛说:“那是第叁遍有人直接探测那些品质范围的轴子……作为暗物质,轴子可能不会影响你的平常生活,但它们会耳熏目染宇宙的暴涨和我们在夜空中寓指标星系的演进。”

ABRA实验现成的探测灵敏度弱于南美洲核子主旨已有的太阳轴子望远镜,下一阶段的尝试灵敏度估量也远远达不到QCD轴子理论预感的耦合强度。

温斯洛称,他们将接二连三运维试验,以达到更加高的灵敏度,与此同一时候,他们也陈设扩充尝试规模,希望可以探测到品质更轻的轴子。

轴子是一种超过职业模型预感的赝标量基本粒子。最早由Peccei、Quinn、Weinberg、Wilczek等人提议,并由Wilczek命名。轴子源自于高能标的对称性破缺,可以化解量子色重力学的疑难难题和中子电偶极矩的独具匠心调整难点。

国际上的别样主流轴子探测多数聚集于微电子伏特,如由Sikivie等人提出,现献身Washington高校的高精度微波共振腔实验ADMX。

加州理工高校反驳物历史学家们建议了ABRA实验方案,用于探测更低品质的纳电子伏的轴子。二〇一八年,哈工大学院的物农学家温斯洛团队举行了那些试验的第二次试运作,在那儿3月至2月以内不停取样。

粒子物理的正规模型是全人类认知自然的伟完胜利,可是,众多马迹蛛丝表明这一专门的职业模型并不完全。除不能解释暗物质、暗能量等天教育学和大自然学上的发掘之外,规范模型本身也是有部分难题。

物经济学的迈入历史注解,理论本人的急需是向阳新物理的必经之路。轴子源点于标准模型中量子色引力学解释自身理论疑难的要求,同时又可以对天体中的暗物质加以合明白释。因而,轴子的建议既是论战自个儿的内需,同一时间又有啥不可表达暗物质的观看结果。故轴子在物质的核心互相功效和大自然源点与演化两大科学难点方向上都有注重大要义。

更风趣的是,类似轴子的粒子遍布存在于高时间和三维的理论中,如超弦理论。因而,轴子也是张开普朗克能标物理的贰个窗口。不过,轴子的申辩质量范围特别广阔,最轻的模子可以小到Witten等人建议的zepto电子伏特(纳电子伏特的万亿分之一),而量子色重力学模型则赞同于微电子伏特。

时下科学家们尚不可能明显轴子的切切实实品质,由于它们与一般物质的耦合极度弱,那给实验探测带来了挑衅。但是假如能够在试验上证实轴子或类轴子的留存,则会让我们的基础理论向着物管理学终极难题提升一大步。

重力波的觉察为全人类张开了认识宇宙的斩新窗口,暗物质轴子的探测是还是不是能够开垦另一扇窗?大家静观其变!

(小编单位:中科院高能所、中科院理论物理商讨所)

《中夏族民共和国科学报》 (2019-05-07 第8版 研究意识)

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