作者:苗千
2018-02-08·阅读时长4分钟
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在国际空间站上工作的阿尔法磁谱仪-02(AMS-02 )
在地球轨道上,国际空间站上装载了不止一个用于暗物质探测的设备,而在地下,欧洲核子中心(CERN)休眠了两年多的大型重子对撞机(LHC)刚刚重新开启,也有很多物理学家把解开暗物质谜团的希望寄托在这台机器上。
阿尔法磁谱仪-02(AMS-02)已经在国际空间站上工作了将近4年的时间,它在外部装备了几层极为灵敏的粒子探测器,主要用于测量撞击到上面的宇宙射线粒子的类型、能量、动量和电量,它进行探测的目标之一就是从探测到的宇宙射线的性质中发现暗物质存在的痕迹。几年来阿尔法磁谱仪向地面发回了大量的探测数据,一个由诺贝尔奖得主丁肇中领导的团队则一直对数据进行分析。最近,这个团队分析了它所探测到的质子与反质子的数据,与此前阿尔法磁谱仪发回地球的电子与正电子的数据一样,这些数据并不符合目前理论物理学家们建立的任何模型——这未必是坏事,虽然还没有发现暗物质粒子存在的切实证据,但是也许这说明人们正处于做出某些重要发现的边缘。
根据宇宙标准模型的预测,阿尔法磁谱仪所探测到的质子与反质子的数量在不同的能量范围内应该有不同的比率,但是目前的探测结果显示,在很大的能量范围之内,质子与反质子数量的比率都相当稳定,这个结果与去年收到的它对于电子和正电子的探测类似。物理学家们还可以解释说是脉冲星制造并且喷射出了大量的正电子,但是对于质量远远高于电子的质子来说,这个解释就说不通了。有一种暗物质粒子的模型认为,暗物质粒子是其自身的反粒子,因此当两个暗物质粒子相撞,就可能产生出能量相同的质子与反质子、电子与正电子。这个模型是否能够解释目前阿尔法磁谱仪获得的数据,或者说是否可以断定阿尔法磁谱仪已经发现了暗物质粒子存在的证据,现在下断言还为时尚早。麻省理工学院的资深研究员迈克·卡佩尔(Mike Capell)说:“这是一个全新的谜题,就好像你用一个全新的、更好的显微镜来观察这个世界——只要你看得足够仔细,就肯定能发现一些你之前没有预料到的东西。”
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