06.02 暗物質有電荷嗎

暗物質有電荷嗎

哈勃太空望遠鏡拍攝的這張照片中,星系團Abell 3827中暗物質的呈藍色輪廓線分佈。

暗物質是否有電荷?之前沒有人真正想過,但是研究人員正在探索一些暗物質粒子具有小電荷並且它們通過電磁力與正常物質相互作用的可能性。

馬薩諸塞州劍橋哈佛大學理論宇宙學家JulianMuñoz與理論物理學家兼哈佛 - 史密松天體物理中心(CfA)教授合作者Avi Loeb一起領導了一項新研究,試圖確定是否有一些暗物質粒子攜帶有一個小電荷。

“你聽說過電動汽車和電子書,但現在我們正在談論電動暗物質,”穆尼奧斯在CfA的一份聲明中說。“但是,這個電荷量是最小的。”

暗物質可以以某種方式被帶電的想法似乎太奇怪了,除了科幻小說之外別無它物。根據聲明,一個新的想法,穆尼奧斯和勒布從以前的研究中獲得靈感,以調查暗物質粒子是否可能帶電。

暗物質有電荷嗎

天文學家通過對其他物體的引力來間接尋找暗物質。

從實驗到探測全球EoR(再生時代)簽名的研究(EDGES) - 位於澳大利亞默奇森射電天文臺的合作研究項目 - 啟發了Muñoz和Loeb調查電暗物質的可能性。EDGES科學家在2月份宣佈,他們已經發現了來自第一批恆星在宇宙中形成的無線電簽名。

理論認為,當第一代恆星發射紫外光時,這些光與恆星之間的冷氫原子相互作用,這反過來又使它們吸收宇宙大爆炸遺留的宇宙微波背景(CMB)輻射。EDGES團隊聲稱已經找到了CMB吸收的證據,儘管其他科學家尚未驗證這一發現。EDGES團隊還發現這些氫原子的溫度是他們預期的一半。

根據聲明,Muñoz和Loeb解釋了這些發現,尤其是氫原子的異常低溫,這是暗物質和正常物質相互作用的可能證據。

“如果EDGES在這段時間內檢測到比預期更低的氫氣,那麼可以解釋它呢?一種可能性是氫氣被暗物質冷卻,”穆尼奧斯在聲明中說。

“我們正在限制暗物質微粒攜帶微電荷的可能性 - 相當於電子的百萬分之一 - 通過來自宇宙黎明的可測量信號,”勒布在聲明中說。然而,團隊無法證明理論,因為“即使使用最大的粒子加速器,也不可能觀察到這種微小的電荷”。穆尼奧斯和勒布進一步解釋說,在這個早期的時間裡,正常情況宇宙會非常緩慢地移動同時帶電粒子慢慢移動時更容易散射。因此,如果一些暗物質粒子被充電,正常物質和暗物質將會非常強烈地相互作用,

一些天文學家對EDGES結果提出質疑,但Muñoz和Loeb將繼續探討這項研究如何能夠提高我們對暗物質的理解。

勒布在聲明中表示:“無論您如何解讀EDGES結果,我們都能夠根據我們的研究分析一個基本的物理故事。暗物質的性質是科學中最大的謎團之一,我們需要使用任何相關的新數據來解決它。“

雖然穆尼奧斯和勒布還不能用直接觀測證明他們的理論,但是如果少量的暗物質確實具有微弱的電荷,這可能有助於解釋EDGES數據並支持其他暗物質研究的結果。


分享到:


相關文章: