大型強子對撞機發現：反氘核反物質，或將能發現「暗物質」信號

2020-08-11 博科園

基於在大型強子對撞機上迄今提供最高碰撞能量下收集的數據，Alice的合作研究提出了關於反氘產生率的新結果。反氘核由一個反質子和一個反中子組成。新的測量很重要，因為宇宙中有反氘的存在，是暗物質候選者一個有希望的間接信號，這一結果標誌著在尋找暗物質方面向前邁進了一步。天體物理和宇宙學研究結果表明，暗物質是宇宙中物質的主要形式，約佔所有物質的85%。

暗物質的性質仍然是一個巨大謎團，破解暗物質的秘密，將能為物理學打開一扇新的大門。在太空中探測反氘可能是暗物質的間接信號，因為它們可能是在中微子或中微子湮滅或衰變期間產生的，這些中微子是假設的暗物質粒子。在宇宙中尋找反氘的各種實驗，包括國際空間站上的AMS探測器。然而，在通過探測到這些原子核來推斷暗物質的存在之前：

科學家們必須同時考慮到它們由其他來源產生的速率(即宇宙射線與星際介質中的原子核之間的碰撞)，以及它們在旅途中遇到物質而導致的湮滅速率。為了確定探測到的反氘核與暗物質存在關係，必須很好地理解產生率和湮滅率。通過在大型強子對撞機中碰撞質子，Alice科學家通過宇宙線碰撞模擬了反氘核的產生，因此可以測量與這一現象相關的產生率。

這些測量結果為模擬太空中的反氘生產過程提供了基本依據。通過將探測到的反氘的數量與其對應物質(不會在探測器中湮滅的氘)進行比較，研究人員第一次能夠確定低能反氘的湮滅概率。這些測量將有助於未來在地球附近進行反氘研究，並幫助物理學家確定它們是暗物質粒子存在的信號，還是相反，它們是已知現象的表現。在未來，Alice團隊這些類型的研究可能會擴展到更重的反物質核。

大型強子對撞機和Alice實驗代表了一個研究反物質核的獨特設施，這項研究將繼續為解讀未來天體物理暗物質搜索提供至關重要的參考。

博科園｜研究/來自：歐洲核子研究組織

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