科学家在古老岩石中搜寻暗物质
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2024-12-12 08:22:01

参考消息网12月11日报道据美国《大众机械》月刊11月7日报道,寻找暗物质是全世界许多科学家和实验室一直痴迷的课题。

一些实验室将目标锁定为天上的恒星,另一些则深入地底探究。现在,一项新技术将试图在古代地球岩石中追寻暗物质碰撞的证据。

美国弗吉尼亚理工大学的一个新实验室将与瑞士苏黎世大学的特殊微生物成像技术合作,并试图识别由暗物质效应所引发的晶体“破坏”。

对暗物质的探索可谓包罗万象,这点不难理解——毕竟,85%的物质世界是由暗物质组成的,而我们却从未一睹其真容。因此人们想要尽快找到它。为此,科学家们上天入地:向上探查恒星以寻找可能的高浓度的轴子(暗物质的主要候选物),在地球大气中寻找这种难以觅迹的粒子,甚至深入地底寻找任何可能的线索。如今,来自弗吉尼亚理工大学和其他国际高校的科学家们正在引领一项新研究,其研究对象是非常古老的岩石。

在获得美国国家科学基金会350万美元的资助后,弗吉尼亚理工大学的帕特里克·休伯及其团队正在建造一个新的实验室来测试他们的新暗物质理论。正如其名字所示,就目前的现代科学而言,暗物质是难以察觉的,因为它被认为是一种弱相互作用的粒子。然而大量的间接证据表明它的确存在,比如宇宙微波背景和星系自转。

这并非是对暗物质的直接观察,但有非常强烈的暗示表明,这些理论粒子的确存在。虽然有一些相互冲突的理论想要替代暗物质(修正牛顿动力学等)做解释,但暗物质和暗能量仍是解释整个宇宙所观测到现象的最佳理论。

那么,这些古老的岩石究竟是从哪里来的呢?作为暗物质探测地,地球具有天然优势——它非常古老。在它46亿年的演化历程中,其古代岩石很可能曾与暗物质有过相互作用,从而改变了它们的晶体结构。休伯及其团队开始寻找这些很久以前原子变化的证据。

不过休伯承认,这是一个雄心勃勃的想法:“这太疯狂了。”他在宣布该项目的新闻声明中说:“当我第一次听到这个想法时,我觉得——这实在是太疯狂了。我想这么干。其他有中年危机的人可能会买辆跑车,我却搞了个实验室。”

这些研究人员口中的“微型破坏轨迹”,是由岩石内部的高能粒子从原子核上反弹产生的,这些粒子将原子核撞离了原本的位置,由此所产生的空档给岩石的晶格造成了持久的变化,休伯的团队希望能够识别出这些变化。

弗吉尼亚理工大学国家安全研究所的研究员弗谢沃洛德·伊万诺夫在媒体声明中说:“我们将利用暴露在不同粒子下数百万年的晶体,去除与已知物质相对应的分布。无论剩下的是什么,那就一定是新东西,可能就是暗物质。”

为了追踪这些暗物质的轨迹,研究小组正与苏黎世大学合作,改进微生物成像技术(这项技术通常用于绘制动物神经系统),或许这可以发现岩石中的高能粒子轨迹。

来源:参考消息

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