正在阅读: 2019年,暗物质搜索不停步

2019年,暗物质搜索不停步

2019-01-11 09:11来源:科技日报

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  LSST效果图图片来源:LSST官网

  宇宙中藏着某种神秘的东西,它看不见摸不着,我们仅能通过它施加给宇宙万物的引力,得知它的存在,这就是所谓的“暗物质”。暗物质对于解释恒星在星系中的运动以及人类观测到的其他宇宙现象必不可少,或许是很多宇宙事件的“幕后黑手”。

  从上世纪80年代起,物理学家建造了一系列高精尖探测器,来寻找暗物质,但到目前为止,即使在最尖端复杂的实验中,暗物质也没有显露过哪怕一丝真容。

  2019年,在暗物质玩的这场“躲猫猫”游戏中,科学家们将进入博弈的新阶段。从藏身地下的巨大探测器到高高在上傲视全天的大型望远镜,今年将进行的四大暗物质实验或许会给我们带来惊喜。

  LIGO升级帮助寻找暗物质

  2015年,“激光干涉仪引力波天文台”(LIGO)首次直接观测到引力波,让世界为之震惊和沸腾。在对设备进行一系列升级后,它将于今年早些时候开始第三轮观测。届时,它收集的数据将比以往任何时候都多。有科学家称,使用引力波数据有望揭示暗物质的“蛛丝马迹”。

  2018年,有研究人员提出,如果宇宙某处潜伏着一个质量很小的“暗光子”,它的信号可能会在LIGO数据中出现,导致引力波特征出现非常特殊的不规则性。

  暗光子是人类假想的普通光粒子的双胞胎粒子,如果它们存在,将是解释暗物质的一种方式。

  研究人员希望,地面和未来的基于太空的引力波探测器能够做出重大发现,使暗物质研究尘埃落定。

  随着LIGO“王者归来”,科学家很有可能在引力波数据中发现暗物质存在的证据。

  弄清惰性中微子“真实身份”

  惰性中微子也被认为是暗物质的候选粒子。在新的一年里,物理学家试图厘清两者的关系。

  早在上世纪90年代,在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室中运行的液体闪烁中微子探测器(LSND)实验中,科学家发现了一种被称为“惰性中微子”的神秘新粒子的证据。然而在接下来的20多年中,这一结果一直无法重复,其他实验没有找到任何关于该粒子的迹象。

  2018年,事情突然出现了转机:美国费米国家加速器实验室的“助推器中微子实验”(MiniBooNE)再次探测到了该信号,表明除了电子中微子、μ中微子和τ中微子外,第四种中微子——惰性中微子可能真的存在。

  中微子可以几乎不受阻碍地穿过其他物质,就如同其他物质不存在一样,因而被称为“幽灵粒子”。但常见的三种中微子质量太小,不可能是构成暗物质的成分。而惰性中微子是一种质量更大、与普通物质间的相互作用也更弱的中微子。

  有科学家认为,如果惰性中微子的质量足够大,就可能是寻找已久的暗物质。他们希望能在2019年弄清楚惰性中微子的“真实身份”。

  大型综合巡天望远镜“开眼”

  “大型综合巡天望远镜”(LSST)是科学家们正在智利建造的一台望远镜,每隔15秒,它就可以拍摄到大片天空的详细图像;每3天就能完成一次全天空扫描。

  众所周知,暗物质塑造了星系及其恒星相互运动和相互作用的方式。LSST的目标是提供有关宇宙如何运作的前所未有的细节,这应该能为天体物理学家提供大量有关暗物质性质及其在宇宙中所起作用的数据。

  2019年,研究人员将首次打开该望远镜重达2800千克的“眼睛”,让其对整个天空投去深情的一瞥。LSST有望在2022年进入完全运行状态,并在智利北部的帕切翁山展开为期10年的全天巡视。在10年时间里,它将对获得的图像进行比较,以追踪天空的变化规律,为理解暗物质如何“搅动”宇宙提供最深入的数据资源。

  捕捉氙气与暗物质碰撞产生的微光

  一直以来,粒子物理学家推测,暗物质的第一个直接标志可能是一道闪光:由于暗物质在非常暗的房间内与惰性物质发生碰撞,这些物质会发出微弱的光斑。几十年来,科学家根据这一原理建造了探测器,但迄今为止,没有一个探测器产生确定的结果。

  因此,有不少科研团队决定另辟蹊径——有的对现有设备进行升级,还有的则是建新的探测器来寻找暗物质。

  2019年,中国科学家将在“粒子和天体物理氙探测器”(PandaX)平台上努力工作,该平台昼夜不停地盯着氙气寻找闪光——如果氙原子同暗物质粒子发生碰撞,产生的微光将会被探测器捕捉到。科学家正加速升级该探测器,希望在2019年—2020年完成大部分工作。升级后的探测器将称为“PandaX-xt”,可容纳4吨氙气。

  美国的暗物质研究人员也不甘示弱。位于美国南达科他州一座废弃金矿地下约一英里处的“大型地下氙实验(LUX)”也将全面升级,更名为“LUX-Zeplin”,容纳10吨液态氙。与“PandaX-xt”一样,该项目可能要到2020年之后才完工。

  意大利也计划将其探测器“XENON”升级至8吨液态氙规模,名为“XENON-nt”,升级可能在2019年完成。

  上述四种搜寻方法,会让科学家在2019年获得暗物质的确切证据吗?我们并不确定。或许暗物质真的存在,不过是以截然不同于我们预期的方式存在。

  不管怎样,人类对宇宙的探索永无止境,许多未解之谜等待解开。比起找到暗物质,更大的探索还在后面,但暗物质像一把钥匙,能够打开物理学更深层次理论的大门。(记者 刘 霞)

[责编:张佳兴]

阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • “2019中芬冬季运动年”开幕式在北京举行

  • 南磨房人民法庭以“海棠精神”谱写司法新篇章

独家策划

推荐阅读
28载隐姓埋名,填补我国原子核理论的空白,实现了氢弹突破和武器化——于敏,我国著名核物理学家,对我国科技自主创新能力的提升和国防实力的增强作出了开创性贡献。
2019-01-16 15:02
记者从日前举行的湖南省政府新闻办发布会上获悉,2019年,该省拟进一步加大对高新技术企业的培育,多举措助力高新技术企业发展。新疆院士工作站在帮助企业加强产学研结合、攻克核心关键技术、搭建人才培养平台等方面发挥了巨大的作用。
2019-01-16 09:04
被网友们亲切称为“糖丸爷爷”的顾方舟去世了,许多媒体纷纷写文章纪念。
2019-01-16 09:17
4家俄罗斯公司在携手制造俄罗斯首台计算机神经网络性能增强的国产处理器。”  莫斯科物理技术学院神经网络技术与计算机语言实验室主任斯坦尼斯拉夫·阿什马诺夫称,目前世界上有大约2000家公司参与制造标准神经处理器的竞赛。
2019-01-16 09:06
记者日前从北京市文化和旅游局和北京动漫游戏产业协会获悉:2018年北京动漫游戏产业企业总产值达710亿元,同比增长约13%。近年来,北京积极支持动漫游戏精品创作生产,加大对原创与核心技术的扶持力度,优秀原创作品不断涌现。
2019-01-16 09:06
目前,全球虚拟现实产业正从起步培育期向快速发展期迈进,我国面临着同步参与国际技术产业创新的难得机遇。在实际应用上,目前虚拟现实技术主要应用于军事和高校科研,在教育、工业领域应用还远远不足,未来应努力在民用领域的不同行业发挥作用。
2019-01-16 09:05
电池技术一直是制约手机、笔记本等电子设备甚至新能源汽车发展的主要因素。前些时候,有媒体报道称,国内某品牌厂商申请了一项锂电池发明专利,以创新型技术大幅提升电池的快充能力,被媒体誉为“革命性突破”。
2019-01-16 09:04
云南师范大学马铃薯科学研究院教授尚轶和黄三文团队构建的多组学代谢研究体系正用于马铃薯营养品质、风味形成分子机制研究。
2019-01-16 09:04
数字丝路地球大数据系统了包括“一带一路”区域资源、环境、气候、灾害、遗产等专题数据集94套、自主知识产权数据产品57类、共享数据超过120万亿字节。
2019-01-16 09:04
在过渡阶段,5G的判定界限其实很模糊。“4G+”“假5G”只是一个名称而已,它们都是技术在演进过程中的合理产物。
2019-01-16 09:02
如今,利用空间遥感技术为地球上的某个地方拍照早已不是什么难事。如果把历年来的这些拍照数据与人口调查的数据结合起来,你就会有新的发现。比如1990年—1995年,大数据显示,安徽省的城市人口增长率在增加,但土地消耗率在降低,总体上人口城市化大于土地城市化;但2000年以后,大数据又显示,安徽省人口增长率持续降低,但土地消耗率却明显提升,土地消耗率与人口增长率比率持续增加,这表明安徽省的土地城市化远远大于人口城市化。
2019-01-16 09:01
1月14日,一则《复兴号车厢甲醛超标 列车停开中车着手解决》报道引起广泛关注。《复兴号车厢甲醛超标 列车停开中车着手解决》文中都没出具有关权威检测机构的数据。15日,科技日报记者分别向上述企业了解情况,中铁北京局回应称“时速160公里复兴号列车不存在甲醛超标问题,北京局集团公司北京车辆段也从未检测出复兴号列车甲醛超标,更不存在时速160公里复兴号动车组列车停开的情况”。
2019-01-16 09:00
2018年12月4日,首都科技条件平台科学仪器开发验评项目“心电类医用电子仪器验证评价与推广项目启动会”在解放军总医院召开。”  北京市科委条财处处长陈云波指出,仪器设备验证与综合评价是一个新的认知,是服务科技创新国产仪器的一个全新模式。
2019-01-16 08:59
英国《自然·通讯》杂志15日发布了一份最新气候变化报告:科学家展开的模拟研究显示,如果从现在开始逐步淘汰使用寿命已满的化石燃料基础设施,那么将全球平均升温幅度控制在比工业社会前高1.5℃以内的可能性为64%;但如果拖延到2030年才开始行动,即使设施退役速率加快,依然会导致实现1.5℃目标的可能性降低。
2019-01-16 08:56
“今天,人类社会正处在第四次工业革命初期,它的典型标志是人工智能,就是用人工智能来创造一个对人类友好的、智慧的社会。”中国工程院院士、中国自动化学会理事长郑南宁在近日于青岛召开的2019国家智能产业峰会开幕式上指出。
2019-01-16 08:55
据美国太空网14日报道,一份新报告称,尽管其中一个仪器最近出现故障,但美国国家航空航天局(NASA)的哈勃太空望远镜“老当益壮”,至少还可以继续服役到2025年,甚至更久。
2019-01-16 08:53
日前国家航天局有关负责人在接受记者采访时表示,中国国家航天局高度重视航天国际合作与交流,希望给国际同行和科学家们提供开展月球探测的机会。
2019-01-16 08:51
美国加州大学圣迭戈分校医学院和医学工程研究所的研究人员14日在《自然·医学》杂志上发表论文称,他们首次利用快速3D打印技术,制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架,在装载神经干细胞后被植入脊髓严重受损的大鼠脊柱内,成功帮助大鼠恢复了运动功能。
2019-01-16 08:51
它记录着探险者们的新故事,中国的表现格外耀眼,发射数量多、成功率高,甚至溜达到了月亮背面。太空造物的阴影投注在地球上,流行的谣言包括美国宇航员谋害俄罗斯同事,俄罗斯宇航员构陷美国同僚。
2019-01-16 08:43
1月15日,由中国科协企业工作办公室、国家发展改革委高技术司主办的2018年“创响中国”系列活动总结暨成果展示活动在京举行。
2019-01-15 14:58
加载更多