科學家或在2年內解開暗物質之謎(圖)

圖中左邊是強大的阿爾法磁譜儀（AMS）。黑暗的太空和地球的水平線作為整個場景的背景。

鳳凰科技訊 北京時間2月20日消息，美國太空網報道，近日在美國波士頓召開的美國科學促進學會年度會議上，一項在太空進行的粒子物理學實驗的負責人稱，在未來兩周內將會發布有關暗物質科研進展的重大新聞。首篇描述位於國際空間站外的粒子收集器——阿爾法磁譜儀（AMS）實驗結果的文章將遞交給科研期刊，AMS首席研究員、美國麻省理工物理學家丁肇中（Samuel Ting）這樣說道。

儘管丁肇中對這項實驗究竟發現了什麼含糊作詞，但他表示，研究結果與暗物質之謎有關，這種不可見物質被認為在宇宙中大量存在，且數量是正常物質的6倍的。

「這不是一篇小題大做的文章，」丁說道，暗示著這項發現非常重要，科學家重寫了30遍才最終滿意。然而，丁肇中表示這項研究代表了向理解暗物質究竟是什麼的問題跨出的「一小步」，它可能並不是最終的答案。

有的物理學理論認為暗物質是由大質量弱相互作用粒子（WIMPS）——一種是自身反物質粒子的粒子——組成的。當物質和反物質相遇時，它們會相互湮滅，因此，如果兩個WIMPs碰撞，它們會被毀滅並在此過程中釋放出一對子粒子——一個電子和它的反物質正電子。

如果實驗檢測到在某能量處存在大量正電子，這或可能暗示著檢測到了暗物質，因為電子在宇宙中無處不在，而已知的天體物理學過程很少會產生正電子。

「發現暗物質存在的確鑿證據是觀測到正電子的數量驟升，然後迅速銳減。」這是因為暗物質湮滅產生的正電子具有特定的能量，而後者取決於組成暗物質的WIMPs的質量，美國芝加哥大學的宇宙學家邁克爾·特納（Michael Turner）這樣說道。「這便是探測到暗物質存在時會出現的關鍵特徵。」

另一個可能的跡象便是正電子出現的方向問題，它們是否會來自太空的某一個方向，還是從四面八方湧來。如果正電子是來自暗物質，那麼科學家估計它將向太空各個方向平均擴散開來。但如果正電子是由某種正常的天體物理學過程產生，例如恆星爆炸，那麼它們很可能從單一的方向出現。

「宇宙中有很多物質能夠模擬暗物質的特徵，」哈佛大學理論物理學家麗莎·藍道爾（Lisa Randall）這樣說道，她非常著急的等待AMS的結果。「在這些實驗里，關鍵問題是發現的反物質哪些是可以用天體物理學來解釋，而哪些可能暗示著一種新的物質。」

不管AMS是否發現了暗物質，科學家都希望有關暗物質起源的問題能夠變得更加明朗。除了AMS，其他實驗，例如位於瑞士的大型強子對撞機進行的實驗，以及深埋地下的暗物質探測器實驗，都可能在不遠的未來有所新發現。「我相信我們都位於發現的門檻，在未來幾十年內肯定會有所突破。」（編譯/嚴炎劉星）

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