[探索] 暗物质存在再添新证:宇宙射线或来自暗物质粒子碰撞


  两项最新研究成果再一次强化了关于暗物质存在的结论。


  新浪科技讯 北京时间5月19日消息,据国外媒体报道,安装于国际空间站的粒子物理试验设备阿尔法磁谱仪近日获取了关于反质子流抵达地球大气层的最新数据,这一数据的准确性前所未有。两个独立的研究团队同样采用这一最新数据,取得了一致的研究成果。他们声称,一些反质子应该是产生于暗物质粒子碰撞。两项最新研究成果再一次强化了关于暗物质存在的结论。


  当两个暗物质粒子相碰撞会发生什么?对于这个问题的答案,我们无从得知,因为迄今我们还没有人能够弄明白暗物质是什么。所有可能的粒子都有可能组成暗物质,其中有些粒子的行为可能会让暗物质具有“自我交互”。当两个暗物质粒子相碰撞时,它们可能衰败成我们可以观测得到的其它粒子。在充满暗物质的宇宙中可能经常会发生这一过程,而且一些形成的粒子正时时刻刻地向我们飞来,只不过我们不知道它们的起源而已。


  我们的大气层不断地受到来自外太空各种粒子的冲击,它们总称为宇宙射线。宇宙射线的来源有超新星、活跃的星系核。它们是否也来自于暗物质粒子的相互碰撞呢?这一问题很难回答,因为捕获它们本来就是一件非常困难的事。安装于国际空间站的粒子物理试验设备阿尔法磁谱仪近日获取了关于反质子流抵达地球大气层的最新数据,这一数据的准确性前所未有。所谓的反质子就是质子的反粒子。两个独立的研究团队同样采用这一最新数据,取得了一致的研究成果。他们声称,一些反质子应该是产生于暗物质粒子碰撞。这一发现并非科学家首次尝试发现暗物质的证据。但考虑到阿尔法磁谱仪最新数据的准确性,最新发现应该可以看作是最强有力的证据。


  其中一个研究团队由德国亚琛工业大学科学家亚历桑德罗-科科领导。科科的研究团队运用计算机模型模拟了两种假设场景,一个场景是没有暗物质,另个场景中有暗物质。研究人员得出结论认为,有暗物质的场景与阿尔法磁谱仪的最新数据最匹配。他们特别指出,一个暗物质粒子的质量近80GeV,大约相当于一粒质子质量的85倍。


  另一个研究团队由中国科学院Ming-Yang Cui负责,他的研究团队取得了类似的发现成果。他们是根据宇宙射线中的硼碳比数据进行分析研究的。由于硼在穿越太空抵达我们地球的过程中,会因放射而变成为碳,这两种元素的比例可以帮助我们估算这些射线究竟旅行了多长时间,同样也就可以估算它们的来源距离我们有多远。来源越远,残留的硼含量越小。根据这一思路,研究人员得出了与科科研究团队相同的结论,即存在暗物质“信号”,一些反质子可能来源于暗物质碰撞。他们发现,一个暗物质粒子质量大约介于20到80GeV之间。这一质量意味着这种暗物质粒子可能是弱作用大质量粒子。


  暗物质粒子的另一个重要特征是其横截面,或者说是两个暗物质粒子相互碰撞的可能性。科科的研究团队估算的横截面数据大约是每秒3*(10的-26次方)立方厘米,而Ming-Yang Cui的研究团队估算的结果是一个介于2*(10的-26次方)到5*(10的-26次方)的区间。两个研究团队的估算结果再次不谋而合。


  此前的相关研究声称发现了来自某矮星系的伽马射线可能是暗物质粒子碰撞结果的证据。还有一些研究成果假设伽马射线可能来自其它空间的暗物质。最新的两篇论文与此前的研究成果较为一致,但他们并不仅限于此,他们还进一步提升进了关于暗物质粒子的特征极限。科科介绍说,“阿尔法磁谱仪近期对反质子流的极其精确的测量,帮助我们获得了对可能的暗物质信号前所未有的敏感度。这一敏感度要比此前对矮星系的伽马射线的观测信号敏感度强大约4倍。”两项最新研究成果再一次强化了关于暗物质存在的结论。(彬彬)


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