暗物質粒子

在天體粒子物理學和高能粒子物理，暗物質好似在宇宙中縱橫交錯編織了一張巨大而看不見的網，被認為是促成星系、恆星和行星產生的原因，主導了宇宙結構的形成。雖然尚不能確定其在宇宙物質總量中所占的比例，但這個數字應大於80%。因此在天文學和物理學家眼中，對暗物質的認識每前進一小步，都意味著對宇宙未知領域探索邁出一大步，暗物質是天體粒子物理的物理概念是粒子組織宇宙物質的巨觀，暗物質它的微觀概念是粒子的高能粒子物理的能效微觀探索，暗物質是暗物質粒子的存在，暗物質由暗物質粒子的幾何倍率組成暗物質能動，暗物質粒子是起到連線星系-行星的‘譜帶’，暗物質粒子攜帶暗能量一種被‘極化’的磁極子粒子，暗物質粒子是高能粒子的衍射逃逸的元素暗物質粒子也是能量粒子的燃素能效，暗物質粒子的聚集維繫著巨觀星系的動量。同樣，暗物質粒子也起到傳遞能量的實粒子效應，暗物質粒子的屬性是非常穩定的亞粒子元素，會參與生命物質的合成。

基本介紹

• 中文名：暗物質粒子
• 外文名：WIMP

暗物質粒子探測器

但目前技術上存在瓶頸：現有暗物質探測器仍然最善於擇撿出正常物質的粒子，而要檢測暗物質粒子則困難許多。暗物質粒子全稱微相互作用有質量粒子（WIMP），對於構成原子的質子和中子來說是重粒子，具有強引力效應，它們對正常物質幾乎毫無影響，可以輕鬆穿過像地球這樣直徑大的物體，上億個暗物質粒子穿越地心時只有一個暗物質粒子與地球上的物質發生反應。這導致自65年前暗物質的概念產生起，就無法直接得到，只能依靠其干擾星體發出的光波或引力被感受到。暗物質粒子的存在直接強關聯著‘軸子粒子’加‘磁單極粒子’的粒子物理的新探索，暗物質粒子的線性能級是當今粒子物理的新的前沿課題。

暗物質粒子的強關聯磁單極粒子軸子粒子線性粒子角動量。

物理學家曾在歐洲和美國的地下很深的地方埋藏了精尖裝備，一方面用以禁止宇宙射線，另一方面為了探測到暗物質粒子與正常粒子之間稀有的碰撞，結果卻是無能為力。因此2003年美國加州大學物理學家曾指出，所有的傳統暗物質探測方法都是徒勞的。

新型探測器由喬斯林·門羅與其團隊研製完成，需利用暗物質粒子碰撞所產生的微弱短暫閃光。這種閃光發生的機率很小，而正常粒子之間碰撞的次數卻是它的千億億倍，以往的探測器就是無法排除這些常規碰撞。新技術則體現在高效的禁止材料以及精準的識別力，其可識別出樣本中攜帶的所有已知正常物質的粒子，進而鑑定出其餘非常規的暗物質粒子。實際上其由兩部分構成，同時啟動，中子探測器一旦發現任何信號，暗物質探測器就會將其確實的排除。

該探測器現已被送往美國能源部下屬的洛斯阿拉莫斯國家實驗室，校正敏度後將送往地下實驗室投入使用。研究人員表示，暗物質研究是宇宙學中最具挑戰性的課題。它一直給人以虛幻之感，但這並不因為暗物質的不確定性，而是緣於人類對它的不了解。雖然新的探測器尚未被科學界所公認，但它定會帶給人們一個驚奇的結果。

發現暗星系

美國天文學家發現了宇宙間第一個暗星系——由氣態氫和宇宙微粒組成的黑色雲團。根據天文學家的初步計算，該星系與地球的距離約為200萬光年。

來自美國加利福尼亞大學的三位天文學家喬治亞-西蒙、季蒙特-羅賓遜和列奧-布利茨對這個代號為HVC 127-41-330的黑色氫氣雲團進行了全面的觀察和研究。

他們的研究結果顯示，這一新發現的氫氣雲團以令人難以想像的高速度進行著其特有的自轉運動。科學家們認為，如果沒有其自身強大的引力來支撐的話，如此高速的自轉可能會將其甩得支離破碎。研究人員還強調稱，極有可能，此黑色雲團至少含有80%以上的暗物質。

一旦上述這一假設得到證實，那么天文學界長期以來形成的有關暗物質的疑慮將得以徹底澄清。在渺無邊際的茫茫宇宙間，已經探明的矮星系(質量和光度都比較小的星系，其絕對星等為負8至負16等，質量為10的6次方至10的9次方太陽質量)僅有35個，而在考慮到有暗物質存在的條件下，科學家們對星系形成的模擬實驗結果卻顯示宇宙間的矮星系至少應該有500多個。

如果大部分的矮星系都是上述這種沒有恆星暗星系的話，我們就不難理解為什麼天文學家們所經歷的探索之路是如此艱難。或許，暗星系HVC 127-41-330和它的同類們也可能是因為太渺小而在探測者們的眼中才顯得如此黯淡無光。天文學家們還解釋稱，由於這樣的暗星系質量太小，因而沒有足夠的引力將周圍的氣體壓縮到形成一顆恆星所要求達到的密度指標。

太陽暗物質

科學家發現可能有暗物質被困在太陽內部。一個大膽的新理論認為，太陽從我們銀河系中心吸收了一種還未曾直接觀測到的新粒子，一旦這種粒子進入太陽內部，它就會影響太陽內部熱量的傳輸，這或許能夠解釋長期困擾科學家的太陽內部“壓力波”的難題。

這個理論由杜倫大學的科學家提出，他們認為，所謂的非對稱暗物質可在標準太陽模型中解釋一些不一致的問題。迄今為止，標準太陽模型在被用於計算太陽的密度與溫度方面是成功的，但是在用於測量內部壓力波方面則困難重重。

太陽內部核心的溫度為約1500萬開氏溫度，而其表面是6000開氏溫度。壓力波是太陽表面活動而形成的，它與地球上地震所產生的壓力波（或者P波）有相似之處。原先已經推測，暗物質起源於銀河系其他地方而可能對太陽造成影響—尤其是它的活動甚至它的結構。

研究人員在論文中備註到“當銀暈的弱相互作用暗物質通過太陽時會被太陽捕獲”。由於暗物質不含有大量反物質，而被太陽的引力所困住。這也意味著，當它與其他物質相互作用時，不被破壞，所以太陽的暗物質數量可能在穩步增長。

這樣的暗物質也比原先認為的會在太陽上產生更多的效應。暗物質粒子被認為在核心的中央部位吸收能量。隨後在散射之前移動到太陽不同區域而再沉積能量。這個過程降低了中央的溫度，而使熱量往別處傳輸。

但與此同時卻導致核心內部的核聚變率降低，所以太陽需要補充更多的氫進入其核心，從而保持亮度不變，這樣也降低了朝向太陽表面的壓力。

“為了證明在太陽上的確有這種過程，我們就需要找到與普通物質相互作用的這樣一個穩定的暗物質粒子。”參與研究的倫敦帝國學院天體物理組的帕特·斯科特博士這樣說道。“如果這種粒子存在的話，無論是大型強子對撞機的下一次運作，還是下一代的直接搜尋暗物質的項目，都有可能找到這樣的粒子。”

“核心的結構變化使得別處的引力與壓力保持平衡，”研究人員說，這可以解釋觀測中的壓力波如何移動，以及如何進行熱量傳輸，而這個傳統的太陽理論無法解釋。

另一個結論是科學家認為這種在太陽上的暗物質是“不對稱”的，這意味著他含有非常少的反物質。“由於這種暗物質相對缺乏其反物質，則意味著太陽內部暗物質的密度並不會隨著時間的流逝而降低。”《太空報導》的凱西·菲這樣說道。“他們的模型依賴於假設暗物質與普通物質粒子碰撞導致的動量變化從而改變相互作用的粒子的性質。研究團隊的計算表明，這樣的暗物質將太陽核心的大量熱量傳輸到太陽表面。”

研究人員還指出，他們理論中預測的暗物質的屬性，與地球上的探器以及空間探測器尋找的暗物質的屬性是一致的。