歐洲核子研究中心繼續搜尋「暗光子」 希望能發現暗物質的「蛛絲馬...

2021-01-09 cnBeta

據外媒報導,暗物質是一種似乎滲透到宇宙中的神秘物質,但由於它不經常與常規物質相互作用,因此檢測它是棘手的。科學家此前已經縮小暗物質粒子篩查範圍,將一些疑似暗物質粒子排除在外。歐洲核子研究中心的實驗已經排除了某些類型的暗光子,使他們更接近尋找難以捉摸的暗物質。

幾十年的天文觀測表明,宇宙中暗物質的質量可能大於所有可見物質的總和。被稱為暗物質的這種額外質量對我們來說實際上是不可見的,只能通過它與正常物質和光的引力相互作用來觀察。對於每個可能的假設粒子,有許多實驗專門被用於試圖檢測它們,但到目前為止仍未發現任何暗物質的「蛛絲馬跡」。

主要候選粒子之一是暗光子。常規光子是基本粒子,其充當電磁力的載體,構成光和無線電波。人們認為暗物質的影響可能是一種新力量的結果,這種新力量由一個名為暗光子的假想粒子攜帶。

雖然像德國的HADES這樣的實驗報告說過去沒有成功尋找這種粒子,但這並沒有阻止歐洲核子研究中心的科學家再次通過一個名為NA64的實驗進行搜尋。使用超級質子同步加速器(SPS)加速器,該實驗涉及在目標上噴射100-GeV電子束並分析產生的物質。

當然,如果在爆炸中產生任何暗光子,它們將是不可見的,但科學家們可以通過其他方式探測到它們。由於團隊知道在後果中應該存在多少能量,如果有任何能量,他們可以分辨出暗光子的產生。NA64團隊分析了2016年至2018年間收集的數據,這些數據總計約1000億次電子碰撞。其中,沒有暗光子的跡象。

然而這並不一定排除整個暗光子的存在 - 相反,它只是意味著它們不存在於該實驗所測試的能量範圍內。根據這些結果,研究人員得出結論,光子和暗光子之間的相互作用可能比以前認為的要弱得多。

這意味著質量為1 MeV的暗光子與電子相互作用的力可能只有光子攜帶的電磁力的1/100000。對於質量為200 MeV的暗光子,則可能只是1/1000。這些新的、更嚴格的界限幫助科學家們磨鍊搜尋能力。當SPS 在2021年升級後再次上線時,更嚴格的限制及搜尋可能會出現。

該研究在《ArXiv》上在線發表。

相關焦點

  • 歐洲核子研究組織使用反物質尋找暗物質
    據外媒New Atlas報導,雖然迄今為止暗物質尚未被直接探測到,但科學家仍在嘗試用各種各樣的方法來尋找暗物質。現在,在歐洲核子研究組織(CERN)進行重子反重對稱性實驗(BASE)的研究人員已經嘗試了一種使用另一種奇怪物質-反物質的新方法來尋找暗物質。
  • 重磅發現!暗物質的候選者:軸子和暗光子之間,竟能夠相互作用!
    宇宙暗物質的候選者,軸子和暗光子是揭開新物理學「暗物質」神秘面紗兩種最有希望的粒子類型,軸子標量場解釋了中子沒有電偶極矩的原因,而暗光子類似於產生電磁的規則光子,但它的質量和耦合程度要弱得多。在過去,許多研究早期宇宙動力學的宇宙學家提出了專注於軸子或暗光子的理論。另一方面,探索早期宇宙中這兩種粒子之間相互作用的研究仍然很少。
  • 尋找暗光子:維持宇宙的「第五種力」?
    具體而言,物理學家正在各種天體的背後尋找所謂的暗光子,這種神秘的物質似乎可以傳遞一種以前未知的自然力,科學家認為,正是暗光子調節著常規物質和暗物質之間的相互作用。暗物質或許更應該被稱為「隱形物質」,因為暗物質根本不與光相互作用,我們只能通過引力效應來推斷其存在。如果暗物質能與光相互作用,或者說,如果暗物質與光的相互作用方式與常規物質相同的話,我們現在應該已經看到了這種神秘的物質。但就目前所知,暗物質既不吸收光,也不反射、折射、散射或發射光。對於暗物質,光只是不受歡迎的角色;它甚至可能不存在。
  • 歐洲核子研究中心大型強子對撞機正式啟動
    歐洲核子研究中心的大型強子對撞機於當地時間10日9時30分(北京時間10日15時30分)左右正式啟動,將第一束質子束流注入對撞機。現在,沒有人能夠準確預料到質子相撞時會發生什麼事情,但科學家希望通過這次實驗找到物理學中一些最難問題的答案,比如宇宙最初是什麼樣子,如何解釋質量、重力和神秘的「暗物質」等。這些問題即使只解答一個,也將是具有變革意義的突破,所以著名物理學家霍金稱這次實驗將帶來「物理學發現的新黃金時代」。
  • |暗物質|歐洲核子研究...
    網易科技訊7月28日消息,近日外媒《連線》採訪了傑出物理學家吳秀蘭,她既是威斯康星大學麥迪遜分校的物理學教授,也是歐洲核子研究中心的成員,對J/psi粒子、膠子和希格斯玻色子的發現做出了重大貢獻,促進了粒子物理標準模型的建立和完善
  • 歐洲核子研究中心正開發一種可運輸的反質子阱
    歐洲核子研究中心的「重子反重子對稱實驗項目」(BASE)正在開發一種可運輸的反質子阱,以對反物質的特性進行更高精度的測量。BASE在反物質研究方面取得了多個世界第一。例如,它首次對反物質進行了比物質更精確的測量;它將反物質保存了一年多的時間,並首次在實驗室中尋找反物質與暗物質的候選粒子--軸子之間的相互作用。
  • 歐洲核子研究中心發現:比「上帝粒子」少有的事件
    然而,對於暗物質性質和引力來源等重大謎團的答案仍無法得到。加州理工學院的物理學家們在瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心(LHC)用大型強子對撞機(LHC)進行了最新的觀測,該對撞機是目前規模最大、功能最強的粒子加速器,並通過其緊湊的螺旋管(CMS)實驗,可以幫助物理學超越目前對世界的理解。
  • 英特爾助歐洲核子研究中心發現上帝粒子
    事實上,真正發現上帝粒子、做出具體實驗工作的還有位於瑞士日內瓦近郊的歐洲核子研究中心(European Organization for Nuclear Research,簡稱 CERN)。他們20多年來的努力並最後發現新粒子,為理論學家們獲獎提供了最有力的證據支持。
  • 歐洲核子研究中心首次測量到反物質中的量子效應
    來源:中國證券網新華社日內瓦2月19電 歐洲核子研究中心19日發布公報稱,首次成功對反氫原子能量結構中的某些量子效應展開測量,測量結果與「正常」氫效應的理論預測相符,為今後更精確地測量這類量子效應和其他基本量鋪平了道路。
  • 現代物理學的奧秘之一:玻色子、軸子、暗光子到底誰才是暗物質?
    目前對暗物質的確切性質知之甚少,一些最有希望的暗物質候選者是極輕的玻色子粒子,如軸子,軸子狀粒子,甚至暗光子。這些也可以被認為是以一定頻率振蕩的經典場。但科學家還不能給出這個頻率的數值,也就是粒子的質量。這就是為什麼在卡斯珀研究項目中,研究人員正在系統地研究不同的頻率範圍,尋找暗物質的線索。巴克的團隊正在通過宇宙軸自旋進動實驗(Casper)尋找暗物質。
  • 現代物理學的奧秘之一:玻色子、軸子、暗光子到底誰才是暗物質?
    ,一些最有希望的暗物質候選者是極輕的玻色子粒子,如軸子,軸子狀粒子,甚至暗光子。這就是為什麼在卡斯珀研究項目中,研究人員正在系統地研究不同的頻率範圍,尋找暗物質的線索。巴克的團隊正在通過宇宙軸自旋進動實驗(Casper)尋找暗物質。Casper小組在美因茨Johannes Gutenberg大學(JGU)和美因茨Helmholtz研究所(HIM)的Prisma+Cluster of Excellence進行實驗。
  • 歐洲核子研究中心,首次發現:比「上帝粒子」還罕見50倍的事件
    儘管如此,一些重大謎團的答案,如暗物質的性質和引力的起源,仍然遙不可及。加州理工學院物理學家使用位於瑞士日內瓦歐洲核子研究中心的大型強子對撞機(LHC),這是現有最大、最強大的粒子加速器,以及其緊湊µ子螺線管(CMS)實驗,對非常罕見的事件進行了新觀測,這可能有助於使物理學超越目前對世界的理解。
  • 新的粒子被歐洲核子研究中心發現,這意味著什麼?
    歐洲核子研究中心:有許多國家和組織參與,在這裡取得了舉世矚目的成就在20世紀60年代和70年代,基本粒子物理學的標準模型也在進行最後的理論潤色。原子內部是亞原子,基本粒子包括電子,兩種類型的夸克和膠子。此外,隨著時間的推移,大量的其他粒子被發現。
  • 歐洲核子研究中心:計劃耗資數百億美元建造「未來圓形對撞機」
    雖然歐洲大型強子對撞機每秒能產生10億次的質子-質子碰撞,但科學家們希望打造一個更大的加速器,把物理學家稱為「光度」的數字提高5到7倍,從而使2026年至2036年間粒子對撞積累的數據增加約10倍。這意味著物理學家將能夠研究更加罕見的現象,在未來幾十年解開更多物質和宇宙的秘密,並做出更準確的測量。
  • 科學家:解開暗物質之謎就靠它了-暗物質,希格斯玻色子,大型強子...
    據國外媒體報導,2012年,希格斯玻色子的發現令整個科學界歡呼不已。在粒子物理學的標準模型中,希格斯玻色子是其他粒子質量的來源。它的發現,是歐洲核子研究中心(CERN)大型強子對撞機(Large Hadron Collider,LHC)最令人矚目的成就,也是對這座世界最大粒子加速器的最好認可。
  • 暗物質研究的最新進展 中國「悟空號」或能揭開一部分謎團
    有研究人員稱,其所含暗物質數量是普通物質的萬倍——99.99%是暗物質,與其同類星系大相逕庭,因此,其形成無法用現有模型解釋。但一個國際研究團隊在最新一期《皇家天文學會月報》上撰文指出,他們的新研究表明,該星系所含暗物質僅為普通物質的300倍,與同類相差不大,現有模型就可以闡述其形成,顛覆了此前的觀點。
  • 歐洲核子研究中心的理論粒子研究再次取得進展!
    歐洲核子研究中心的理論粒子研究再次取得進展!NA64實驗(圖片:歐洲核子研究中心)一種未知粒子可能攜帶著第五種自然力的新證據,這為歐洲核子研究中心的NA64合作項目提供了繼續進行研究的新動力。2015年,一組科學家在核躍遷過程中發現了一個意想不到的故障,或者說「異常」,這個「異常」可以解釋為產生了一個未知的粒子。大約在一年之後,理論家們認為這種新粒子可能是一種新基本自然力的證據。這些發現引起了全世界的關注,吸引了許多研究人員進行相關研究,並促進歐洲核子研究中心(CERN)的NA64合作機構對該粒子進行了直接研究。
  • 歐洲核子研究組織宣布發現第五種基本作用力:原力
    雖然多年來,四種基本作用力——強力、弱力、電磁力和引力——已經廣為人知並得到了實驗驗證,但今天歐洲核子研究組織(CERN)宣布發現了第一個無可辯駁的原力的證據。「驚人非常,這個結果是。」實驗室一位矮小綠色發言人說。
  • 第五種基本力被發現了嗎?
    來自託馬斯•傑斐遜國家加速器實驗裝置的物理學家博格丹•沃切豪斯基(Bogdan Wojtsekhowski)說,會上的研究者對此發現持懷疑態度, 但是依然感到很興奮。 「交流會的許多與會者正在構思不同的方法來檢驗這個發現,」他說。歐洲和美國的團隊表示,他們應該能在大約一年以內證實或證偽匈牙利的實驗結果。
  • 探訪「上帝粒子」發現地歐洲核子研究中心
    大型強子對撞機的重離子注入器 《參考消息》駐日內瓦記者 王昭 劉洋報導 歐洲核子研究中心(CERN)位於瑞士和法國兩國邊境,從日內瓦市中心駕車不過20分鐘車程。CERN不僅是著名情景美劇《生活大爆炸》中男主角「謝爾頓」、「萊納德」