地球又什么神秘物质?
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发布时间：2023-08-06 05:01
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时间：2024-10-17 07:39
- 地球上发现“暗物质”意味着什么所谓信号只是“狼来了”？
这次发现是美国明尼苏达大学物理学与天文学院助理研究员安吉拉·莱瑟特与她所在的团队的收获，他们的实验数据源于一个深埋在地下的暗物质探测器——CDMS探测器。该探测器被埋在明尼苏达深达700米的地下，以周围的岩石、塑料、铅、铜等物质来阻止暗物质之外的正常微粒到达探测器，这样可能与暗物质相混淆的宇宙射线和其他粒子就被排除在外了。探测器本身不大，跟冰球相仿，主要由锗元素和硅元素构成。
探测器的构造是基于这样的原理：暗物质主要由“弱相互作用粒子”（WIMP）组成，这种粒子能和锗原子或硅原子发生核反应，产生的特定信号能被探测器捕捉到。一旦观测到信号，就可以确定有WIMP穿过探测器，即“暗物质来了”。研究人员已确认有两个信号可能与暗物质有关。对科学家们来说，此次实验尽管不能完全确定暗物质的存在，却在提高探测精度方面取得了可喜的进步。
需要指出的是，这并不是第一次有研究声称可能发现暗物质了。2007年，位于意大利首都罗马附近的巨石峰国家实验室曾发布消息，称探测到了WIMP，一时间引起轰动。但后来有多位学者对巨石峰国家实验室使用的DAMA探测器提出质疑，最终这一发现没有获得科学界认同。
从科学研究的严格性上讲，莱瑟特等人的这次发现也可能是“狼来了”。美国《大众科学》杂志分析说，即便是发现了信号，也绝不能马上断定暗物质存在。这主要是由于WIMP不是一种被了解得很清楚的粒子，而是一类粒子的总称，至今科学界对WIMP家族有多少种粒子、其物理性质都不甚清楚。另外，用WIMP作为暗物质存在的依据也不一定可靠，因为暗物质与硅或锗原子间的相互作用涉及一系列粒子和力，而WIMP只是其中一种。
科学家全力追循暗物质足迹
作为“光明”的反义词，“黑暗”一向不会给人带来愉快的联想，但恐怕“黑暗双塔”——暗物质和暗能量要*这一思维定势了。莱瑟特等人的研究暗示，暗物质可能就在地球上，这意味着我们每天都在和这种神秘的物质打交道。而暗能量更是有过之而无不及，根据推算，暗能量弥漫在宇宙的每一个角落，看不见，摸不着，目前无法被探测到。
暗物质和暗能量这两种假想概念，支撑着人们在21世纪建立起来的众多理论——粒子模型、宇宙膨胀、宇宙辐射等。“了解暗物质和暗能量，是21世纪科学史的大挑战。”2008年10月12日，诺贝尔物理学奖获得者李政道教授在人民大会堂举行的“隆重纪念望远镜发明400周年——科学大师演讲会”上这样说。这两种假想被证实或是被否定，都将对物理学的未来产生深远影响。
到目前为止，“黑暗双塔”只统治着物质尺度的两极——动辄数亿光年的星系尺度以及小至百万分之一纳米（1纳米为十亿分之一米）的亚原子尺度。但这只是暂时的，我们在日常生活中不考虑这两种物质的存在，不仅是因为它们只在两极尺度产生显著的影响，还因为我们不了解它们。
科学家正全力以赴地追循暗物质的足迹。莱瑟特所在的研究小组打算将探测器升级到更灵敏的水平，以期发现更为实质性的暗物质信号。另一个可能在地球上找到暗物质的办法，是依靠高能粒子加速器，它可以将比原子还小的亚原子微粒加速到光速，再进行相互碰撞，这种极大的碰撞能量会产生异常粒子，其中包括暗物质。目前一些科学家将希望寄托在位于瑞士日内瓦的大型强子对撞机（LHC）身上。作为有史以来最大的加速器，LHC有足够的能量去产生暗物质粒子。
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时间：2024-10-17 07:40
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