科学家拟采用引力波探测器寻找宇宙中暗物质



科学家拟采用引力波探测器寻找宇宙中暗物质


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科学家拟采用引力波探测器寻找宇宙中暗物质


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一组科学家认为引力波探测器也可以用于寻找宇宙中的暗物质 。 在科学家多年来尝试了多种方法而没有显着成果的情况下 , 这提供了一个崭新的思路 。

12月15日发表于《自然》(Nature)期刊的这份研究 , 是世界上第一个使用引力波探测器寻找暗物质的实验 。
科学家认为暗物质构成宇宙内多达85%的物质 , 可是至今任何实验都没能直接探测到它们 。 这成了现代物理学上最大的难题之一 。

在此之前相当长的时期以来 , 科学家普遍认为暗物质是由未知的某些基础粒子组成 。 可是按照这个思路进行的搜索一无所获 。 现在 , 一些科学家开始考虑暗物质的替代理论 。

【科学家拟采用引力波探测器寻找宇宙中暗物质】近期 , 一种理论提出暗物质可能是一种“标量场”(scalar field) , 以一种不可见波的形式在各个星系之间——当然包括银河系在内——来回弹射 。 既然是不可见波的形式 , 那么用近年来精密的引力波探测器 , 就也能探测到它们的存在 。
构想出这项实验的研究者英国卡迪夫大学(Cardiff University)教授哈特穆·特格罗特(Hartmut Grote)说:“虽然这些仪器原本用于探测引力波 , 但是我们认为它们可能也可以用于探查这种新理论假设下的暗物质 。 ”
用于探测引力波的仪器叫做激光干涉仪 。 这种仪器发射两道激光在镜子之间来自反射 , 最后在一个探测器上相遇 。 通过观察最后两道激光相遇时同步的情况 , 能够精确地了解激光在相遇之前是否遇到任何干扰 , 而这个“干扰”就与引力波相关 。

在这项实验里 , 研究人员认为不可见波形式的暗物质 , 会造成镜面的细微振动 , 这也会影响到激光的传播 。

“标量场暗物质波会穿过地球以及我们的仪器 , 这将导致镜面出现细微的振动 。 ”主要研究员桑德·维默伦(Sander Vermeulen)说 , “从镜面振动对激光所产生的影响 , 可以推测出暗物质的特性 , 我们可以从这里着手开始分析这种暗物质的确切特征 。 ”

尽管到目前为止该研究组还没能探测到明确的“标量场暗物质波” , 但是他们相信这项研究在寻找暗物质的道路上迈出了重要的一步 。
特格罗特说:“我们相信这项新技术有潜力在未来的某个时间点探测到暗物质 。 ”

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