宇宙射线研究表明正电子或来自暗物质碰撞

(神秘的地球报道)据参考消息网:美国趣味科学网站9月19日报道,漂浮在地表上空400公里处的离子探测器对410亿个宇宙射线粒子进行了分析,使我们能够进一步探究暗物质——占宇宙组成27%的神秘不可见的物质。

去年,国际空间站的阿尔法磁谱仪探测器已经收集到了暗物质存在的证据。然而,最新的分析结果则是迄今为止对宇宙射线粒子进行的最为精确的测量。麻省理工学院物理学教授、阿尔法磁谱仪项目发言人丁肇中,18日在欧洲核研究组织位于日内瓦的实验室中进行网络直播时称,分析数据不仅比以前多出一半,而且还进一步探究了宇宙射线中粒子的来源。

物理学家创立的学说用不可见的、迄今尚未检测到的暗物质的存在来解释为何星系和天体没有瓦解。所有的物质都会产生重力,然而根据测算,可见物的重力并不足以令宇宙保持聚合状态。物理学家估计,暗物质必须是可见物质的五倍才能保证宇宙的存在。

物理学家并不清楚暗物质的成分,也不清楚如何直接探测到它。根据时下流行的一个理论,暗物质是由大质量弱相互作用粒子(WIMP)组成。物理学家猜测,当两个大质量弱相互作用粒子碰撞时,会产生湮灭,从而创造出一个电子以及它的反物质对等物正电子。正电子质量等同于电子,但带有正电荷。

因而我们需要阿尔法磁谱仪以及宇宙射线数据才能进行分析。大部分宇宙射线是由原子的组成部分形成,包括不带电子的质子和原子核,以及高能正电子和电子。然而事实是,正电子大量过剩,因而物理学家认为宇宙射线并非正电子的唯一来源,正电子也可能来自暗物质粒子的碰撞。

基于已有的空间粒子碰撞的天体物理学模型,相对于电子的正电子的数量应随着宇宙射线能量级别的提高而减少。然而,阿尔法磁谱仪收集的最新数据显示,实际上在宇宙射线能量级别达到275千兆电子伏之前,正电子的数量随着宇宙射线能量级别的提高而增加。只有能量级别在275千兆电子伏以上时,正电子的数量才开始减少。

可以确定的一点是,正电子的减少速度比电子慢得多。对这一差异的一个解释是正电子可通过暗物质碰撞来获得补充。

为了证实暗物质的存在,物理学家还需要直接捕捉到这一粒子。





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