[新聞]WIMPs理論失敗 暗物質可能是奇異液體

看板  Gossiping 
作者  jackliao1990 (jack)
標題  [新聞]WIMPs理論失敗  暗物質可能是奇異液體
時間  Tue Jan  1 19:43:54 2019

1.媒體來源:
大紀元

2.完整新聞標題:
WIMPs已「碰壁」？ 暗物質或是「奇異的液體」

3.完整新聞內文:

經過多年、多國捕捉暗物質粒子的努力仍一無所獲後，物理學家們坦誠表示：他們不知道
暗物質到底是由甚麼東西組成的。
耶魯大學物理學家Reina Maruyama對《連線》（Wired）雜誌說：「我們都如『丈二和尚
摸不著頭腦』。」
宇宙中「暗物質」一定存在 占比逾80%

華盛頓大學物理學家Gray Rybka說：「我們感覺80%（的暗物質）是一種物質，20%是另一
種物質。」
透過望遠鏡，研究者們得到了大量「暗物質」存在的證據。所有可觀測到的星系的轉速都
如此之快，如果裡面只有可見的這些物質量，按照引力公式，這些星系會分崩離析的。因
此流行的理論認為，一定有某種大量不為我們所見、所知的物質——他們稱其為暗物質—
—維護著星系在高速旋轉狀態下的完整。
從觀測情況來看，暗物質可能是一種像「棉花球」一樣較為鬆散的東西——暗物質研究組
COSINE-100的合作研究員Maruyama說。
按照前面提到的星系旋轉速度和可見的物質量，科學家們估計宇宙中暗物質的比例高達
85%，人類生活的小小的這顆地球也在其中。

唯一「確鑿」信號也遭質疑

然而儘管各國科學家在世界各地搭建了很多個暗物質探測器，目前只有意大利名為DAMA的
探測器宣稱獲得了地球上存在暗物質的證據，「其它實驗得到了一點點跡象，DAMA是唯一
一個得到強烈信號的實驗。」與DAMA實驗組沒有關聯的同行Maruyama說。
在過去二十多年間，DAMA不斷得到一種信號，今年6月達到巔峰，12月衰弱。科學家們認
為這個信號顯示著，根據地球在軌道上不同的地點，暗物質以不同的速率襲擊地球，這與
科學家的理論估計相符。
除此之外，尋找暗物質的工作沒得到其它信號了。今年，數台探測器一無所獲。連DAMA的
結果也遭到某些質疑：Maruyama所在的研究團隊，造了一台DAMA的複製體置於韓國，也一
無所獲。


WIMPs過時了？

這些探測器尋找的都是一種稱為「大質量弱相互作用粒子」（WIMPs），是科學家們認為
的暗物質中的一種。這種粒子約是電子質量的100萬倍。
一些物理學家開始對這種粒子的探尋感到失望了。

現在是加州大學伯克利分校（University of California, Berkeley）天文物理學家的
Miguel Zumalacarregui說，十年前他還在讀博士的時候，物理界就說「即將」會找到
WIMPs，但直到現在也沒有突破。
探測「軸子」的嚐試

Rybka也是持這種觀點的學者之一。他參與一個尋找另一種暗物質粒子的實驗項目——軸
子暗物質實驗（Axion Dark Matter Experiment）。據信這種粒子質量只有電子的10億分
之一。今年4月，該項目組宣佈他們完成了關鍵的技術調整，他們的儀器足夠敏感可以探
測到軸子。
Rybka介紹說，他們的軸子探測器就像一台收音機一樣，裡面有強性磁鐵能把進入的軸子
轉化為無線電波。「由於我們不知道軸子的確切質量，我們不知道要調到甚麼頻率。所以
我們不斷微調收聽的頻率，多數時候聽到的只是雜音，但是希望有一天，我們會調到正確
的頻率，聽到純淨的音調。」
Rybka把研究方向放在軸子上還有另一個原因，因為對軸子的研究還能解決另外一個物理
界的難題：夸克究竟是如何結合在一起形成原子核。
試試排除法

在Rybka的團隊在地球上致力尋找軸子的時候，其它天文學家向天上尋找答案。在10月發
表的一份研究裡，Zumalacarregui否定了一個理論的可能性：暗物質主要由黑洞構成。

他們分析了過去二十多年來對超新星的觀測數據後得出這一結論。
當超新星經過黑洞的背面時，黑洞的引力將彎曲超新星的光線使其看起來更亮。這種光越
亮，說明黑洞越大。於是他們把成百上千個超新星的亮度數據彙集成圖表，算出，所有至
少為太陽百分之一大小的黑洞只能累計最多達40%的暗物質，不可能再多了。
牛津大學天文學家Jamie Farnes說：「我們到了一個最好的理論都不可行的狀況了。很明
顯我們需要新的理論。我們對宇宙的認知缺乏關鍵的東西。」
暗物質或是「奇異的液體」？

Farnes在12月發表的論文中就提出了一種新的構想——暗物質可能是一種奇異的液體，如
果你推向它，它反而會朝你過來。
他用這種理論建了一個模型，正好能解釋宇宙為何在擴張這個物理界的又一個謎題。他很
謹慎表示，這個理論還在構想階段，尚未知是否與以前望遠鏡觀測的數據、暗物質實驗的
結果一致。
Maruyama說，位於韓國的DAMA複製品的一無所獲只能證明人類可能要放棄常規理論WIMPs
粒子的設想，說不定得去尋找相近的某種粒子。


Farnes說，不管理論是否「時髦」，人類仍需不懈地努力協作不斷調整對宇宙的認知。

4.完整新聞連結 (或短網址):
http://www.epochtimes.com/b5/18/12/31/n10942598.htm
WIMPs已「碰壁」？ 暗物質或是「奇異的液體」 | 引力 | 大紀元
經過多年、多國捕捉暗物質粒子的努力仍一無所獲後，物理學家們坦誠表示：他們不知道暗物質到底是由甚麼東西組成的。 ...

5.備註:

大質量弱相互作用粒子（Weakly interacting massive particles，簡稱WIMP），
是一種仍然停留在理論階段的粒子，是暗物質最有希望的候選者。理論預言這種粒子應該
有以下兩個特點：


1.粒子只通過弱核力和引力產生相互作用，或者粒子的相互作用截面小於弱核力作用截面
2.與普通粒子相比質量較大。

由於它們不參與電磁力作用，因此無法被直接探測到；由於它們不參與強核力作用，因此
它們基本上與普通物質不發生相互作用；由於它們較大的質量，因此它們運動的速度相對
緩慢，因而能夠成團聚集。根據以上特點，WIMP被認為是最有可能的暗物質候選者。
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