物理學家發現一種「聆聽」暗物質的方法

作者 | 發布日期 2019 年 10 月 20 日 0:00 | 分類 尖端科技 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


斯德哥爾摩大學(Stockholm University)和馬克斯普朗克物理研究所(Max Planck Institute for Physics)的物理學家將研究方向轉向電漿(plasmas),這一提議可能會徹底改變令人難以捉摸的暗物質的探索。

暗物質(Dark matter)是一種神祕物質,占宇宙物質 85%。最初是為了解釋為什麼强作用力(將質子和中子結合在一起)時間前後相同,所謂的軸子(axion)將為暗物質提供自然的解釋。軸子暗物質不是離散的粒子,而是一種貫穿空間的波。

軸子是暗物質的最好解釋之一,但最近才成為大規模實驗的焦點。由於觀點轉變,人們急於想出新的方法,如何在所有可能藏身的地方尋找軸子。

「找到軸子有點像調收音機:你必須調好天線,直到找到正確的頻率。實驗人員得到的獎勵不是音樂,而是『聽到』地球正在穿越的暗物質。雖然這是很好的點子,但自從共同作者 Frank Wilczek 命名軸子以來,過去 30 年裡,軸子實驗一直被忽視。」斯德哥爾摩大學物理系博士後、研究報告作者 Alexander Millar 博士說。

▲ 研究人員提出使用可調電漿搜索暗物質軸子的新儀器。(Source:Space Daily

研究小組新研究的主要觀點是,在磁場中,軸子會產生小電場,可用來驅動電漿中的振盪。電漿是一種帶電粒子(如電子)可自由流動的物質。

這些振盪會放大訊號,導致更好的「軸子收音機」。與傳統基於諧振腔的實驗不同,這些電漿大小幾乎沒有限制,因此可以發出更大的信號。這有點像對講機和無線電廣播塔的區別。

「這是尋找暗物質的一種全新的方法,將有助於我們在完全未知的領域尋找最强大的暗物質候選者之一,並且有希望進行全面實驗。」Alexander Millar 博士說。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:NASA