暗物質真的是中微子的“近親”嗎?證據不足


暗物質真的是中微子的“近親”嗎?證據不足

按照理論推測,正在衰變的暗物質應該會在銀河系中心周圍生成一個明亮的球狀X射線暈,且這個光暈理應是可以被探測到的。

暗物質不能被直接觀察到,因為它不吸收、反射或發射光,但物理學家們已經根據它對其他物質的作用,知道了其存在。據推斷,暗物質是中微子的“近親”,被稱為“不育中微子”(sterile neutrino)。物理學家認為,不育中微子雖然仍然是一種假想粒子,但是它可以用於破解暗物質。

據美國“物理學組織”網站3月25日消息稱,美國密歇根大學(簡稱U-M)、勞倫斯伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校(簡稱UC-Berkeley)在《科學》雜誌發文稱,科學家在鄰近星系中觀測到的神秘電磁信號與暗物質無關。在這個結果出爐之前,人們曾寄希望於這些信號能給物理學家提供識別暗物質的有力證據。

論文作者、U-M物理學助理教授Ben Safdi指出,研究人員應該能夠發現不育中微子,但不育中微子的不穩定性導致它會衰變為普通中微子和電磁輻射。為了探測暗物質,物理學家們通過掃描星系來尋找這種以X射線形式存在的電磁輻射。

2014年,一項開創性的研究在附近星系和星系團中發現了額外的X射線輻射量。Safdi回憶道,當時的這些輻射參數似乎與衰變的不育中微子暗物質的放射量是一致的。然而,通過對“XMM-牛頓”多鏡片X射線太空望遠鏡20年來關於銀河系天體的原始觀測數據進行分析,研究人員發現,沒有證據表明不育中微子是組成暗物質的粒子。

Safdi解釋並展望道:“2014年的那篇論文和後續研究表明,那些信號激起了天體物理學家和粒子物理學家的高度興趣。然而,我們的最新發現並不意味著暗物質與不育中微子不能劃等號,而是意味著沒有任何實驗證據支持暗物質的存在——這與2014年的看法相反。這項成果雖然向首次暗物質的微觀本質研究潑了一盆冷水,但是它為尋找暗物質開啟了新思路。”

編譯:朱明逸 審稿:阿淼 責編:雷鑫宇

期刊編號: 0036-8075

原文鏈接: https://phys.org/news/2020-03-dark-home.html


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