美科学家宣称首次探测到暗物质粒子

BiscuiT

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科学家们相信他们发现了暗物质粒子，他们通过一幅电脑效果图对此进行描述。图中，粉红色区域就是可能的“暗物质”。

北京时间2月15日消息，据英国《每日邮报》报道，神秘的暗物质一直令科学家感到迷惑不解，这种看不见的物质占宇宙质量的大约四分之三。不过，美国佛罗里达大学科学家近日宣称，他们已首次探测到暗物质粒子。

据研究人员介绍，在美国明尼苏达州北部的索丹铁矿中，位于地面之下2000英尺(约合610米)的高灵敏度探测仪近日捕捉到两个“暗物质粒子”的踪迹。科学家们认为，这次探测到的事物应该有四分之三的可能是暗物质粒子，而不是背景噪音。

暗物质是物理学中最神秘的事物之一，它的发现将可能成为近100年来最重大的科学突破。20世纪30年代，天文学家首次意识到，恒星、气体和尘埃只占宇宙质量的一部分。因此，他们得出结论认为，星系本来应该在宇宙中四处游荡并最终土崩瓦解的，除非它们受到某种巨大的、不可见的物质的重力吸引而被固定在一个位置上。

80多年来，科学家们一直争论究竟何为暗物质以及我们为什么看不到它，他们给出了许多种推测和解释，其中最有可能的一个候选物质就是一种被称为“弱相互作用大质量粒子”(Wimp)的微小事物。

在过去九年中，科学家们一直在利用明尼苏达州北部一个名为索丹的废弃铁矿来捕捉Wimp粒子的踪迹。实验动用了30台高灵敏度探测仪，并将温度降低至零下273.1摄氏度。在这种实验环境下，当Wimp粒子撞击一个普通的原子时，这些探测仪将能够捕捉到撞击事件，从而确定Wimp粒子的存在。实验环境之所以被设在如此深的地下铁矿之中，是因为Wimp粒子与其他来自太空的粒子不同，它们可以直接穿越厚厚的地层和岩石。

科学家们近日在《科学》杂志上发表论文称，他们发现了两个Wimp粒子的踪迹。不过他们也承认，要想确认所发现的确实是暗物质粒子，他们必须要继续发现更多这样的粒子。

美国佛罗里达大学科学家塔拉克-萨伯博士介绍说，“许多人相信我们是最接近发现暗物质的，事实上不仅仅是我们，其他实验也是如此。可以预见，在未来五年左右，有人将能够看到关于暗物质更为明显的迹象。”不过，萨伯博士也承认，目前的证据仍然不是足够充分。他说，“一两次实验并不够，次数太少了。”

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9 年了，才发现 2 次。。。。

搞科技真的不能着急。。。。

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普通物质是那些在一般情况下能用眼睛或借助工具看得着的东西，即使藏身于最黑暗的角落，只要有光照总能发现它们。

谁最先发现了暗物质呢？二十世纪30年代，瑞士天文学家茨威基（Fritz Zwicky，1898-1974）发表了一个惊人结果：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。茨威基首先发现了暗物质的存在，他的发现大大推动了物理学的发展，他对科学的重大贡献是不可估量的。但当时许多人并不相信茨威基的结果。由于暗物质根本不与光发生作用，更不会发光，在天文上用光的手段绝对看不到暗物质。

二十世纪70年代初，科学家在观测宇宙其他一些星系（包括银河系）中的恒星运行速度时就发现，越往外，围绕中心的速度并不都是衰减下去，而是和内圈恒星的速度差不多。这与越往外，物质越少，引力也越小，速度也应该越低的常规不符。由此反推，此时虽然外圈的那些能被直接观测到、数出来的星星数目变少了，但其实内部的物质数量并没有减少，引力也没有变小，只不过观测不到而已，科学家们大胆地猜测：宇宙中一定有某些物质没有被我们的天文观测所发现，这些物质被称为“暗物质”。

暗物质的物理组成到底是什么？科学家们早先推测它可能由一种不带电的、质量很轻的、数目繁多的中微子构成，中微子的运动速度很快，可称之热暗物质；相对的，候选者还有可能是种质量大的、运动慢、引力大的冷暗物质粒子。天文学家后来在实际的观测和计算当中发现，答案更倾向于后者。冷暗物质粒子很可能是宇宙早期遗留下来的稳定、只有弱作用的重粒子（WIMP）。

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世界各国的科学家为寻找暗物质正在进行着各种实验。      

近十年前，一些科学家开始探索用测量年度调制的方法探测可能存在的冷暗物质粒子 —— 弱作用粒子WIMP。由于地球绕太阳公转的原因，使得地球与WIMP的相对速度随季节变化，在每年的6月份可能通过一个较高的WIMP流强，而在每年的12月份可能通过一个较低的WIMP流强，比率的涨落差约为7％。WIMP的年度调制，有助于将WIMP信号从本底中剥离出来。为了探测到这一调制，需要有大规模、很低放射性本底的探测器。

意大利格朗萨索（Gran Sasso）国家地下实验室（位于地下1400米深处）DAMA实验组从1996年开始选用放射性本底极低的碘化钠晶体阵列来探测WIMP。实验的初步结果观察到了碘化钠晶体中的原子核与WIMP粒子碰撞的效应也随季节有微小的变化，即观察到了它的年调制效应，并由此推算出WIMP粒子的质量至少比质子大50倍，引起世界科学界的重视。中国科学家参加了此项国际合作。DAMA组的结果说明了有WIMP可能存在的初步证据，但美国斯坦福大学的科学家作了与DAMA类似的实验，尚未能证实DAMA的结果。最后的结论还有期待国际上更多实验的结果，例如，建在英国北约克郡(North Yorkshire)海岸博尔比(Boulby)地下1100米深处盐钾碱矿的英国暗物质实验中心已经于2003年4月28日正式启动。

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除了地下的探测，利用强磁场和精密探测器来探测宇宙空间的反物质和暗物质，探索和研究宇宙物理学、基本粒子物理学和宇宙演化学的一些重大和疑难问题的阿尔法（α）磁谱仪（Alpha Magneitic Spectrom-eter，简称AMS）的研制工作正在进行。AMS是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪，这是美籍华裔物理学家丁肇中教授提出并领导的大型国际合作科学研究项目，由美国和中国等10多个国家和地区的37个科研机构参加科研工作。1998年6月，AMS由“发现号”航天飞机载入太空，进行了约10天的试验性探测。计划将来通过航天飞机把它送到由美、俄、西欧、日本和加拿大等国联合研究的“国际空间站”上运行3-5年。

AMS由一个直径约1.2米、高0.8米、重量约为1.85吨的圆环形永磁体产生均匀的平行磁场，磁束密度约为0.15特斯拉。圆环内安装6层硅微调探测器，用来记录带电宇宙射线粒子的运动轨迹。一个带正电荷的粒子在穿过磁场时，其运动方向将与带负电的相反。根据每层记录下来的带电粒子穿过的轨迹，可以推算出粒子的偏转方向及带电荷的大小。带电荷量愈大，在穿过每层硅微调探测器时能量损失愈快。具有较大动量的粒子在穿过探测器时偏转的角度较小，从而可以估计出粒子的质量。磁谱仪的上、下两层还装有闪烁体，当粒子穿过时会发出亮点，其亮度与粒子穿过时的能量成正比。通过上、下两层光点亮度及穿过瞬间的比较，可以得出粒子能量的损失大小以及粒子穿过所需的时间。反物质、暗物质在磁场中运动时会表现出不同的特点，因而可以探测出来。

AMS能精确测量存在于太空中的反质子、正电子、光子和其它粒子的能量分布，从而有可能揭开暗物质的秘密。中国在这项重要的研究和应用中也作出了重要的贡献。

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以上资料摘录自中国科学院高能物理研究所的网页
http://www.ihep.ac.cn/kejiyuandi/news/dark/dark-index.htm

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更多关于 阿尔法(α)磁谱仪 的资料，请参阅科学松鼠会的
http://songshuhui.net/archives/31966.html

universebreaker

說不定lhc會冷手撿個熱煎堆....