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试图捕捉暗物质的物理学家

[2016-01-04] 作者:世界未解之迷网 阅读量: 分享到_微信朋友圈:

宇宙是由什么构成的?

这个问题困扰了科学家和哲学家数千年,近几十年来由于物理学家们确信构成宇宙的大部分物质我们既看不到也摸不着,这个问题愈发让人烦恼。

试图捕捉暗物质的物理学家

至少我们目前还没有触摸到它的影子。

Richard Gaitskell希望改变这一现状。他是美国布朗大学的一名物理学家,也是希望成为第一个描述神秘暗物质团队的领导者。

如果科学家们无法看到、摸到或者测量暗物质,为何他们还如此确信暗物质的存在呢?其中一个原因在于华盛顿卡内基研究所的天文学家Vera Rubin在20世纪70年代做出的工作。她测量了星系旋转的速度。

Gaitskell解释道:“如果你观察某个典型的星系,并数遍该星系中所有的星星,那么你会发现星系旋转的速度实在太快,根本无法单靠这些星星的质量将它们聚集在一起。”

星系中如果没有某个别的东西支撑这些星星,那么它们就会飞出去。

Gaitskell表示如果你计算过将某个星系聚集在一起所需的引力后,你会发现该星系中百分之九十的物质必须是某种其它的暗物质,我们的望远镜观察不到它们的存在。

一旦科学家们确信真的存在暗物质,他们就意识到它应该不是某种常规的东西,比如一团星际烟尘。

他们开始利用大型粒子加速器和灵敏探测器来寻找某种外来品,但他们一无所获。

Gaitskell说大部分科学家们现在都确信暗物质之所以如此难以探查是因为它不与其它东西相互作用,即便一直以来我们身边都存在着大量暗物质。

Gaitskell表示:“每秒钟内也许会有一亿暗物质穿过你的手掌。”暗物质也不会留下踪迹。即便你将手伸出,维持一百年不变,也不会有暗物质与你的手进行互动。

理论上来说在某些时候某个暗物质粒子会与某些东西发生互动,而Gaitskell他们要做的就是建造出一个足够灵敏的设备,检测到这样的信号。

世界上有许多科学家团队正在试图做这样的事情。Gaitskell领导的团队LUX(Large Underground Xenon,大型地下液氙实验)只是其中一个。为了搜寻暗物质,你需要一个安静的环境;宇宙射线和其它形式的射线会带来干扰信号。位于地下的液氙正好能提供这样的环境。

Gaitskell领导的团队在南达科他州布莱克丘陵一个废弃金矿下一英里深的地方,设置了一个装了815磅液氙的水箱,水箱还装满了探测器。LUX团队计划在接下来的十年里建造另外一个更大的探测器,其液氙含量是目前的二十倍。

到目前为止,世界上没有哪一个团队找到任何有价值的东西。

我问Gaitskell,一无所获是否会让他沮丧。他难道不希望能做某件成功可能性更高的事情吗?

不,他说。在他看来,即便成功的可能性很小,他也不愿意放弃这个可能改变我们对宇宙学和基本粒子物理学认知的好机会。

你不能打消别人尝试的积极性。

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