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核物理學家提出了一種新的暗物質候選粒子



據外媒New Atlas報導,暗物質是一種在宇宙中大量存在的神秘物質,被認為與常規物質的比例是五比一。但是到目前為止,暗物質從未被直接檢測到。現在,約克大學的核物理學家提出了一種新的候選粒子,它可能構成了這種奇怪的物質。

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科學家們近一個世紀的觀察和計算告訴我們,宇宙中存在的物質遠遠超過我們所看到的事物。這種未知的物質似乎僅通過重力與常規物質相互作用,並且不會發射,吸收或反射任何光-因此獲得了暗物質的綽號。

幾十年來,暗物質究竟由什麼構成仍然是一個謎,但是物理學家提出了許多候選粒子。這些建議包括軸子、暗光子、弱相互作用的大質量粒子(WIMP)、超重引力子、矮行星質量的“宏觀”粒子以及可能比“大爆炸”還要古老的標量粒子等。

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但事實是,所有這些粒子都是假設的,儘管進行了廣泛的實驗,但尚未確認它們的存在。這就是使新假設如此吸引人的原因–這種新提議的候選粒子已被發現。

該粒子在技術上被稱為d *(2380),在2014年的一次實驗中被發現。通常,質子和中子由三顆夸克(基本粒子)組成。而這種粒子包含六顆夸克的集合。這使d *(2380)成為玻色子,並且在某些條件下它們以不尋常的方式聚集在一起。例如,當冷卻至接近絕對零度時,它們會形成玻色-愛因斯坦冷凝物(BEC),在這種狀態下,粒子開始像一個大的“超原子”一樣發揮作用。

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根據新的假設,這可能是暗物質的一種解釋。約克大學的物理學家認為,在大爆炸之後不久,dd *(2380)就可以在玻色-愛因斯坦凝聚時聚集,足以產生暗物質所引起的影響。

該研究的合著者丹尼爾·沃茨(Daniel Watts)說:“我們的初步計算表明,d *(2380)的凝結物是可行的暗物質新候選物。這項新結果特別令人興奮,因為它不需要任何物理新概念。”當然,在這個階段這個想法仍然是假設的,需要進行進一步的研究。研究人員計劃在實驗室中測試他們的理論,並開始在天空中尋找各種信號。

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該研究的合著者米哈伊爾·巴什卡諾夫(Mikhail Bashkanov)說:“建立這種新的暗物質候選者的下一步將是更好地理解d星之間的相互作用-它們何時相互吸引、何時相互排斥。我們正在引領新的測量方法,以在原子核內創建d星,並觀察其特性是否與在自由空間中時不同。”

這項研究發表在《Journal of Physics Letters》雜誌上。