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暗物质存在可信度:99.8%
2013-04-18 13:18:04   编辑:上方文Q   

新浪科技报道,在美国地下深处的一座实验室,科学家发现了可证明暗物质存在的明确迹象。暗物质是一种神秘莫测的物质,据信在宇宙物质中的比重达到四分之一。一直以来,科学家从未直接观测到这种物质。

在建于明尼苏达州一座矿山地下深处的实验室,美国科学家借助实验仪器CDMS(低温暗物质搜寻的英文首字母缩写)搜寻暗物质,最后得出了令人兴奋的研究发现。在设计上,CDMS能够捕获暗物质粒子“撞向”一台探测器内的原子核时发生的罕见交互作用。这台探测器在接近深空的温度环境下运转。

美国物理学会的科学家报告称,他们在实验中发现大质量弱相互作用粒子的信号强度达到3个西格马水平,说明他们发现暗物质的可能性达到99.8%。

暗物质是一种神秘莫测的物质,据信将宇宙中的天体聚合在一起。但迄今为止,科学家从未直接观测到这种物质。

德克萨斯州农工大学高能物理学家鲁帕克-玛哈帕塔拉表示:“在高能物理学研究领域,只有观测到5个西格马或者更高的信号水平才能宣布发现一种粒子。这是一项非常令人兴奋的发现,虽然按照这个标准尚无法完全令人信服。我们需要获取更多数据以证实这一发现。暗物质是我们面临的最大谜团之一。现在,我们发现了这个引人注目的线索。”

大质量弱相互作用粒子是一种令人难以捉摸的粒子,极少与正常的物质发生交互作用,因此很难被探测到。科学家认为它们偶尔会从原子核上弹开,留下可以被地下深处的探测器或者太空中的设备观测到的少量能量,例如欧洲核子研究组织的大型强子对撞机这样的粒子对撞机以及国际空间站上的阿尔法磁谱仪。

CDMS座落于明尼苏达州北部索丹矿地下0.5英里(约合800米),由美国能源部的费米国家加速器实验室负责操作。自2003年以来,这台仪器便开始搜寻暗物质。CDMS采用了非常先进的探测器技术和分析技术,能够将锗和硅目标冷却到零下460华氏度,接近绝对零度,用于搜寻罕见的暗物质粒子反弹现象。

科学家表示他们仍需进行进一步研究,证实他们的发现。玛哈帕塔拉表示:“我们得出的可信度只有99.8%,我们希望能够提高到99.9999%。在3个西格马水平,你不过是发现粒子存在线索。在4个西格马水平,你发现了存在证据。在5个西格马水平,你才真正发现了一种粒子。在医学领域,你可以说自己能治愈99.8%的患者。这没什么关系,但在高能物理学研究领域,如果可信度达到99.8%就声称得出一项发现,你就大错特错了。鉴于这项研究投入的3000万美元经费,我们必须得出更精确的发现。可信度达到99.8%意味着你如果将同样的实验重复进行几百次,可能就有一次出现问题。我们希望将误差率降低到百万分之一。

研究人员表示世界各地进行的不同实验——例如在国际空间站上进行的实验——正逐渐揭示有关暗物质的更多信息。在提到4种用于搜寻暗物质的实验时,加利福尼亚州大学伯克利分校的伯纳德-萨多莱特表示:“在整个研究领域,我们实际上处于比较良好的形势。我们能够依靠这4种实验寻找和发现可证明暗物质存在的线索。”


美国明尼苏达州一座矿山地下深处的实验设施CDMS(低温暗物质搜寻的英文首字母缩写)。科学家在这里搜寻神秘莫测的暗物质


在设计上,CDMS能够捕获暗物质粒子“撞向”一台探测器内的原子核时发生的罕见交互作用。这台探测器在接近深空的温度环境下运转


粒子加速器阿尔法磁谱仪,号称“太空版大型强子对撞机”。这台安装在国际空间站上的粒子加速器得出的首批观测发现揭示了暗物质的一些特征


根据普朗克探测器的观测数据绘制的高精度宇宙微波背景图,揭示暗物质、正常物质以及暗能量的比重

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