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世界中弥漫着一种看不见的物质,它能改动恒星和星系的途径,这便是所谓的暗物质。它表现出万有引力的影响,但从未与光发作彼此作用。
直到现在,科学家还不知道暗物质由什么构成,也无法真实勘探到它们,不过,一种新的理论很或许为勘探暗物质供给新的办法。
来自美国加州大学戴维斯分校的理论物理学家在简报中称,暗物质或许由独特的“半磁体”组成,通过一个功能强壮的电子显微镜(现在还不存在),未来科学家或许能够终究勘探到它们。
但是,并不是一切的物理学家都赞同这一观念。德国法兰克福高级研讨院的研讨人员以为这个理论很简练,但远景并不看好,你能够创造无限多的粒子来组成暗物质,这仅仅其间一种。
“关于每一种粒子,你都能够做许多的核算,宣布论文,构思试验,然后你能够为这些试验争夺资金。”假如你真的很走运,有人会做你的试验——然后什么也不会发现。”
对暗物质的探究
虽然许多理论猜测了暗物质的存在,但咱们并不知道暗物质究竟是什么姿态,也不知道它是由什么构成。许多物理学家信任,暗物质是由一些尚未被发现的粒子组成的,很长一段时刻以来,弱彼此作用大质量粒子被以为是暗物质最有或许的“候选者”。
多年来,科学家运用强壮的粒子加速器来寻觅这些缓慢的、没有电荷的粒子,但随着时刻的推移,物理学家扫除了越来越多的WIMP候选粒子的或许性,这个盛行的观念也失去了吸引力,虽然还没有彻底扫除,但在曩昔的10年里,人们一直在考虑WIMP之外的其他或许性。
另一种理论以为,暗物质实际上是由光粒子(即光子)组成的,除了咱们能看到的一般光子,或许还存在一些咱们看不到的光子。这些所谓的“暗光子”是设想的粒子,它们有质量,但比电子轻,暗光子会与惯例光子彼此作用——虽然适当弱小。
在这项新研讨中,物理学家在暗光子理论的基础上,提出暗物质也或许是由“暗半磁体”组成的,这些设想的半磁体是磁单极子的暗物质版别。
在理论物理学中,磁单极子是假定的仅带有单一磁极的基本粒子——类似于只带负电荷的电子。
20世纪30年代,物理学家保罗 狄拉克在数学上证明了磁单极子存在的或许性,但是,虽然科学家寻觅了数十年,但至今还没有在自然界中找到任何证明磁单极子存在的依据。
狄拉克不只提出了磁单极子的概念,他还提出,在磁单极子周围运动的电子会遭到其磁场的影响,那么这些暗半磁体就潜伏在世界的某个当地;而假如它们的行为类似于狄拉克提出的磁单极子,那它们也会在电子的途径中留下奇妙的头绪。
假如存在暗单极子,那它们就会发射出暗光子,后者能在被电子吸收之前转化为惯例光子,这种彼此作用会导致电子旋转或稍稍改动轨迹,发生一种称为阿哈罗诺夫-玻姆效应的干与图样。
电子不只仅是粒子,它们一起也是波,当电子的“动摇方程”中的波峰和波谷彼此叠加或抵消时,就会构成一系列平行的明暗线,即呈现干与图样,科学家或许能够使用电子显微镜勘探到电子干与图样中这种十分细小的改变。
被太阳激起的暗物质
在咱们的体内和周围——包含勘探暗物质的电子束显微镜的内部和周围——或许都存在着暗物质。假如要通过电子遭到的扰动来勘探暗物质,那组成暗物质的独特半磁体就需求有满足强的磁场,这意味着,这些半磁体需求有许多能量。
通过太阳邻近的单极子或许会变得活泼,它们会取得更多的能量,然后抵达地球,在这些活泼的单极子中,每天大约会有5个穿过他们所提出的电子束显微镜。
由暗半磁体引起的电子相位改变十分之小,为了勘探到它,咱们需求十分高分辨率——或许要比现有的高5倍——的电子束显微镜,咱们或许能够“让这些具有超级电子显微镜的人有爱好寻觅暗物质”,不然咱们就或许不得不只为了发现暗物质而别的制作一个。
现在,物理学家们提出了许多彼此竞争的暗物质理论,对前期世界怎么构成提出了彻底不同的观点。这项新研讨的成果现已宣布在预印本杂志arXiv上,还没有通过同行评定。
来历:新浪探究
作者:带你飞的科学探究