据说宇宙的85%是由暗物质组成的。暗物质是由什么组成的?
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发布时间：2022-04-29 18:14
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时间：2023-05-19 15:16
科学家在大量天文学观测中发现了疑似违反牛顿万有引力的现象，这时科学家提出了暗物质的理论，暗物质是可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种已知的物质。在假设暗物质存在的前提下，科学家对于观测到的天文学现象，能够很好地加以解释。暗物质是构成宇宙质量85%的神秘物质。
什么组成了暗物质？
一种被广泛接受的理论认为，组成暗物质的是“弱相互作用有质量粒子”（weakly interacting massive particle, WIMP, 后文直接引用WIMP），也有一些其它假说，如轴子或惰性中微子等。要想证明暗物质的存在，科学家需要找到WIMP或轴子或惰性中微子。
探测暗物质有哪些方法？
科学家们目前探测暗物质的主要方法可以被分为三种：加速器探测、间接探测和直接探测。
加速器探测是在地面加速器上通过加速粒子到极高能段并互相碰撞，打出新粒子，将暗物质粒子“创造”出来，并研究其物理特性。
直接探测法探测来自宇宙空间的暗物质粒子和原子核碰撞所产生的信号。由于发生这种碰撞的概率很小，产生的信号也很“微弱”。为了降低本底，通常需要把探测器放置在很深的地下。
间接法观测暗物质粒子在宇宙空间发生湮灭或衰变之后产生的稳定粒子如伽玛射线，正电子，反质子，中微子等。根据目前的理论模型，暗物质粒子衰变或相互作用后可能会产生稳定的高能粒子，如果我们能够精确测量这些粒子的能谱，可能会发现暗物质粒子留下的蛛丝马迹。
弱相互作用的大质量粒子WIMP的终极搜索
物理学家正在酝酿一个计划，给一个受欢迎但难以捉摸的暗物质候选人最后一次机会来展示自己。
物理学家早就预言，宇宙中弥漫着一种无形的物质，它有质量，但不与光相互作用。暗物质的引力效应可以解释为什么旋转星系不会自行撕裂，以及在早期宇宙微波“余辉”中看到的不均匀图案。WIMP在20世纪80年代成为暗物质最受欢迎的候选者。它们通常被预测比质子重1-1000倍，并且与物质的相互作用很微弱，通过弱核力，这是导致放射性衰变的原因，或者更弱的东西。但是几十年来，尽管科学家通过各种实验，苦苦搜寻它，但都没有找到WIMP的证据，这意味着，如果它们存在，它们的性质与最初预测的不同。
科学家们试图通过全球合作，努力建造最后一代超灵敏探测器，作为一个“终极”探测器来探寻WIMP。
弱相互作用的大质量粒子WIMP为什么被选定？
wimp一直是几十个实验的焦点，因为有一个强有力的理论证明了它们的存在。它们不仅解释了为什么星系看起来像它们那样运动，而且它们的存在也符合粒子物理学的理论。20世纪70年代，一组被称为超对称性的理论被设计出来，用来填补物理学家关于基本粒子及其相互作用的标准模型的漏洞，它们预测了一种类似WIMP的粒子。当粒子物理学家对早期宇宙进行建模时，他们发现具有类似WIMP特性的粒子能够在相互作用的热汤中存活下来，数量刚好与今天观测到的暗物质丰度相匹配。
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时间：2023-05-19 15:16
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