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暗物质迷踪

2017-09-20 3页 doc 14KB 9阅读

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暗物质迷踪暗物质迷踪 人类真正发现了与熟悉的世间万物截然不同的 物质了吗?现在仍然只有蛛丝马迹.中国也在 推进类似的探测计划 暗物质迷踪 口本刊记者于达维I文 .:有一种物质,既不发光也不反 _.1:射光,只有通过万有引力,我 们才能感知其鬼魅般的存在. 你肯定会以为,这种物质太罕见了. 但答案是,这种被称为暗物质的东西,理 论上占到了整个宇宙构成的22%;而我们 熟悉的世间万物,却仅占4%的份额. 因此,寻找到这种物质存在的确切 证据,成了最具颠覆性的终极科学目标 之一. 2009年12月17曰,美国费米国家加 速器实...
暗物质迷踪
暗物质迷踪 人类真正发现了与熟悉的世间万物截然不同的 物质了吗?现在仍然只有蛛丝马迹.中国也在 推进类似的探测 暗物质迷踪 口本刊记者于达维I文 .:有一种物质,既不发光也不反 _.1:射光,只有通过万有引力,我 们才能感知其鬼魅般的存在. 你肯定会以为,这种物质太罕见了. 但答案是,这种被称为暗物质的东西,理 论上占到了整个宇宙构成的22%;而我们 熟悉的世间万物,却仅占4%的份额. 因此,寻找到这种物质存在的确切 证据,成了最具颠覆性的终极科学目标 之一. 2009年12月17曰,美国费米国家加 速器实验室的科学家宣布,他们安装在 一 座废弃铁矿中的探测器,发现了暗物 质的踪迹. 第一瞥 在天文观测中,许多星系中星体的运 动速度非常快.甚至快到引力根本无法束 缚住的程度.因此,科学家们普遍认为, 存在看不到的暗物质. 1915年,爱因斯坦根据相对论,推算 出了宇宙的质量密度.但人们所能观测到 的宇宙密度,仅相当于推算值的11100. 这暗示宇宙中的大多数物质,也许都是天 文望远镜无法观测到的. 上世纪30年代.瑞士天文学家兹威 基提出,在星系团中.看得见的星系只占 总质量的1/300以下:而99%以上的质量 是看不见的.他将其命名为"暗物质" (darkmatter). 由于暗物质几乎不与任何现有物质发 生作用,目前观测手段都无法发现其踪 迹.它可以几乎毫无阻碍地穿过地球,除 非与其路径上的原子核恰好碰撞上. 中国科学院理论物理研究所研究员周 宇蜂对本刊记者示,可以在很深的地下 设置精密的探测仪器,捕捉由于暗物质与 仪器中的靶物质碰撞弹开后,导致的靶物 质的反冲,从而证明暗物质的存在. 在很深的地下,地层几乎完全可以屏 蔽任何其他形式的射线干扰.一旦发现明 显的反冲,就可能意味着暗物质的存在. 为捕捉暗物质,费米实验室选择了明 尼苏达』,l'ld~部的一座废弃铁矿.在800米 深处的矿井下安置了探测仪器,并且把仪 器冷却到了绝对零度附近,以减少噪音干 扰,能够观测到靶粒子最微小的反冲. 实验果然不负众望,科学家们在前 不久发现了两次明显的反冲现象.费 米实验室在声明中说.他们发现了两 次"与物理学家们相信与暗物质的特 征一致的现象". 存疑 但是,该实验室在宣布这份声明时也 非常谨慎.费米实验室主任皮埃尔?奥登 (PierOddone)坦言,"尽管我们得出 的结论是这两个现象符合暗物质的特征, 但也可能是背景噪声." 这两次反冲现象属于背景噪声的可能 性有23%.周宇峰透露,需要把不确定 性降低到千分之一,才能确定发现了暗 物质. 中科院高能物理所研究员张元仲告 诉本刊记者,理论上对暗物质的形式有很 多种预言,根据不同的预言,人们可以建 立各种各样的观测模型.但这不是基本理 论给出的,观测模型本身就不是完全靠得 住,很难用一两个实验证明. 费米实验室计划明年在这个矿井 科学界估计的宇宙构成 瓷料来源:美国宇航局(NASA 中,安装一个升级的检测器,它的质量将 比现在的检测器重3倍,安装的位置也会 更低. 中国计划 周宇峰说,搜寻暗物质的方式可以 有两种,一种夭上,一种地下.2008 年,中科院紫金山天文台的科学家参与的 ATIC国际合作项目,就从高空气球的探 测数据中发现了暗物质自我湮灭产生的次 级信号. 今年10月25日,"暗物质暗能量的 理论研究和实验预研"项目,获得了科技 部965万元人民币的前期资助.这一项目 由中科院理论物理所牵头.包括高能物理 所,国家天文台,紫金山天文台,清华大 学,上海交大等八个单位参与. 根据这一计划,中国希望能够把探测 器放到卫星上.这将可能得到比高空气球 探测更出色的结果. 在地下.他们已经和二滩水电站签订 了合约,后者将无偿提供拥有世界上最好 屏蔽效果的观测大厅. 周宇峰介绍说.出于发电的需要, 二滩水电站在四川锦屏山下开挖了一条 隧道.隧道上的山体有2500米高,其屏 蔽的效果耍大大超过费米实验室在美国 明尼苏达州所利用的铁矿. "预研的周期将有五年时间.根据 目前的进度,项目组在两三年内就将把 探测器的原理样机出来."他说, 五年预研完成后,将可以确定所有的探 测,并解决所有的技术问.◎ 82新世纪周刊CENTURYWEEKLY
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