科学家称可能发现暗物质信号

<正>果真有证据说明宇宙中存在暗物质吗?欧洲科学家在研究了大量的X射线数据后相信,他们可能发现了暗物质粒子的蛛丝马迹。相关研究将发表在《物理评论快报》上。瑞士洛桑联邦理工学院粒子物理和宇宙学系的奥列格·瑞查尔斯基和阿列克谢·波雅尔斯基带领的科研团队称,他们通过分析英仙座星系团和仙女座星系发出的X射线,可能发现了被科学家苦苦追寻的暗物质的信号。该团队利用欧洲航天局的X射线多面镜(XMM)牛顿天文望远镜收集了成千上万     

暗物质的天文学探测

 暗物质和暗能量是宇宙主要的组成部分,被认为是"笼罩在21世纪物理学上的两朵乌云",是基础物理与宇宙学研究最前沿的方向之一。对暗物质突破性的研究进展将极大促进人们对基本自然规律以及宇宙演化的理解。国际上对暗物质的研究极为重视,美国和欧洲都为之进行了详细周密的规划,开展了一系列的相关项目规划。中国也将暗物质的研究纳入了中长期规划,在过去的几年中国在暗物质探测方面实现了长足进步,在四川锦屏山地下实验室开展多项暗物质直接探测试验,暗物质粒子卫星作为中国空间科学先导专项的首发星,也是中国发射的第1颗天文卫星,2015年12月成功发射。通过观测暗物质粒子湮灭后的粒子产物,有可能在间接探测方向实现对暗物质研究的革命性突破。本文简介暗物质概念提出的历史与暗物质探测的天文学观测手段。     

探索暗物质属性——新物理的突破口

 在过去的几十年,人类对于整个宇宙的认识取得了辉煌的成就。逐渐累积的大量天文观测数据表明了大量暗物质的存在。我们的宇宙中,已知的基本粒子只占整个宇宙的不到5%,约25%是不发光的通过引力效应观测到的暗物质。但暗物质的属性是什么仍然是个未解之迷。描述微观粒子相互作用和运行规律的粒子物理标准模型取得了巨大的成功,然而粒子物理标准模型里却没有暗物质粒子的候选者。对暗物质的研究将极有可能孕育出新物理的重大发现,对于未来的基础科学发展具有重要的影响。正因为如此,目前世界各国都非常重视对暗物质属性的研究。我国在《国家中长期科学技术发展规划纲要》《国家"十一五"基础研究发展规划》等发展规划中也都把暗物质问题列为重要的科学前沿问题。科技部、中国科学院、教育部、国家自然科学基金委员会等相关部门都对暗物质的探测和研究给予了高度关注和重视。     

宇观天体、微观粒子质量谱*

据核子、暗物质粒子(中微子归入暗物质)退耦为近相对论状态的两类自由流阻尼标度理论及微观粒子遵守的自然性法则,计算了从现时宇宙到Planck粒子的天体、核子、轻子、光子等费米型粒子和它们的超对称玻色型粒子、磁单极子的质量和半径,与现有的实验数据较好相符.由Dirac的量子化条件及单元磁荷、单元电荷规范式也能给出磁单极半径.首次否定了所谓"大沙漠"区存在,它分布着三代费米子的超对称伴子(玻色子),阐明宇观天体、微观粒子的内在联系.     

我们的世界是由弦构成的吗？

正随着2012年所谓"上帝粒子"的希格斯粒子在欧洲大型强子对撞机(LHC)上被发现,描述物质基本组元及其相互作用的粒子物理标准模型取得了极大的成功。粒子物理标准模型成功地描述了除了引力之外的3种基本相互作用(强、弱和电磁相互作用),但是它仍然存在规范等级、宇宙学常数、暗物质等一系列问题。这些问题激励着物理学家寻找超出粒子物理标准模型的新物理,其中一个重要的思想就是联系费米子自由度和玻色子自由度的超对称性。     

寻找宇宙“幽灵”

<正>广义相对论在揭开宇宙奥秘的同时,也引发了无数未解之谜,比如,宇宙"幽灵"暗物质、暗能量以及引力波等,无数科学家因此而踏上了寻找之路爱因斯坦的广义相对论诞生100年来,在揭开宇宙奥秘的同时,也引发了一些至今仍未解开的谜团,其中,暗物质和暗能量这两个宇宙"幽灵",被视为21世纪物理学研究的最重要问题之一。普通物质只占宇宙总质能的4.9%暗物质和暗能量是如何"现形"的?上海交通大学鸿文讲席教授、粒     

寻找暗物质,锦屏来了

20世纪30年代,弗里兹·兹威基极富幻象地提出了宇宙中存在"暗物质"的假设,尽管当时不被人接受,但越来越多的证据都指向它真的存在。70多年过去了,地球上建起十几个寻找暗物质的实验室,科学家们大海捞针似地撒网,暗物质依然悬念重重。我们不得不感叹"宇宙太深奥了,不肯将‘秘密’一下子泄露给我们。"     

中国科技开启中国科技开启“上天入海”新征程

正2015年12月17日,中国的暗物质粒子探测卫星——"悟空"发射升空。时隔不到2年,这个具有"火眼金睛"本领的"悟空"就发现了一个重要信息,在1.4万亿电子伏特(Te V)的超高能谱段突然异常突起。11月27日上午,中国科学院在举行的新闻发布会上发布了这则消息。宇宙中,我们看到的普通世界只占5%,另外95%是由暗物质和暗能量组成     

暗物质属性与探测研究进展

观测表明不发光的非重子暗物质占宇宙物质总量的约85%,而其属性目前了解很少.理解暗物质的属性需要超越现有的粒子物理标准模型理论框架.本文对暗物质存在的观测证据,暗物质的丰度起源,暗物质粒子候选者,以及暗物质空间间接探测和地下直接探测的近期实验和理论进展等几个方面进行了简要回顾.重点介绍了与空间间接探测结果相关的理论研究进展,如索末菲效应等,以及地下直接探测结果相关的理论研究进展如有效算符方法,同位旋破缺暗物质等.     

时间旅行即将美梦成真吗

来自未来的第一批旅行者可能将现身。全世界的物理学家都在兴奋地等待造价46.5亿美元的大型强子对撞机(LHC)——有史以来功率最大的核粒子加速器的启动。据说,它将使人们对宇宙中发挥作用的粒     

研究揭示“夸克汤”中奇异现象

<正>《自然-物理学》4月24日在线发表的一篇论文报告,欧核中心的大型强子对撞机(LHC)在质子对撞时产生了大量含有奇夸克的粒子,且数量出乎人们的意料。在大爆炸后不久,质子和中子等基本粒子尚未形成,夸克和胶子及它们的组成部分在高温的宇宙"原始汤"中自由移动。这种混合物被称为夸     

关于宇宙暗物质主要形态之黑洞-夸克星的新证据分析

通过分析新近证据,进一步探讨宇宙暗物质等问题,分析认为:(1)宇宙紫外辐射超出已知辐射源4倍的发现,可能就是源于我国的、2013年初预言的约在可见光附近波段的宇宙背景辐射;彭罗斯等2010年发现的CMB偏振环等新证据,较有力地支持原始夸克星碰撞、重组的宇宙演化及起源模型;黑洞(暗星)-夸克星可能是宇宙暗物质的主要形态,应足以解释暗物质与可见物质的比例.以上均应深入研究;(2)76个黑洞的强大磁场的发现,客观上有力地支持了星系中心超大质量黑洞等的携1/3正负电子电荷的最基本的正、负夸克构型;(3)质能守恒定律的经典物理学意义所推论的最基本夸克的空心圈环结构,为圈量子引力奠定了较坚实的粒子物理学基础;(4)结合高频引力波产生机理(激光约束核聚变等)及探测机理,应对中微子与高频引力波(引力子)进行会师研究.     

“不知道”让他赢得信任

<正>"您认为真能找到暗物质和反物质吗?""我不知道。""您认为发现暗物质的价值在哪里?""我不知道。"曾获诺贝尔物理学奖的美籍华裔科学家丁肇中在介绍由他主持的大型粒子物理实验——阿尔法磁谱仪(简称AMS)项目研究成果时,连说"不知道"。AMS-01探测器于1998年6月搭乘美国"发现者"号航天飞机升入太空并成功运行。AMS-02实验是世界上首个也是迄今唯一被批准在国际空间站上进行的大型科学实验,主要研究暗物质和反物质。     

宇宙大爆炸及宇宙演化

给出了宇观天体和微观粒子质量、半径的统一计算式,计算结果与实验基本相符.认为宇宙大爆炸是"超微黑洞"(即前宇宙)的大爆炸,否定了点大爆炸的传统观点.爆炸后的宇宙背景是光子热平衡态和引力束缚态共存的系统,平衡态占优势则宇宙必然膨胀.暗物质、暗能量的本质是什么?它们会怎样左右宇宙的命运?最后也阐明所谓的"大沙漠"区并非一无所有,它分布着三代费米子的超对称伴子--三代玻色型粒子成员.     

暗物质的自然现象和成因机理探析

暗物质粒子产生于宇宙大爆炸,它是由一个兆子和两个次能子合成的独立兆子系。由这种兆子系在本体贝粒子流循环输入或输出的增益过程中构成的五维弥散态络合物,就是暗物质又称暗物质云。暗物质云具有质量、引力,但与磁和光均不发生反应。它只能存在于物质态的负引力空间(惰性空间,第五维空间),并与所在宇宙单元区按相同轨迹运动。在单元区中,显物质和暗物质所占的比例大体相同,两者之间通过能量辐射、爆炸的形式实现质量互为转换。地球与具有阻光特性的暗物质云团在相互运动中相遇,应是冰河期的成因之一,这会给地球生态带来毁灭性的破坏。暗物质中蕴含着巨大的能量。对暗物质这一自然存在如何避害趋利是科技界应该考虑的问题。     

暗物质、暗能量对宇宙未来命运的影响

 据实验检测和理论计算,论证了现时中微子的超对称伴子“中性微子”U_e,B⁰(q₂,g)是宇宙暗物质的最佳候选粒子.认为超新星爆炸释放的暗能量,迫使宇宙背景光子热平衡态的温度T、压强p上升.将压强类比为“反引力”,当“反引力”(压强)大于引力,则宇宙将加速膨胀;当“反引力”小于引力,则宇宙将收缩.     

寻找宇宙中的暗物质

宇宙中存在暗物质已经得到大量天文观测的证实,但关于暗物质粒子的本质我们仍旧一无所知。为了理解暗物质的性质,许多暗物质探测实验正在展开。直接探测实验探测的是暗物质粒子与探测器物质碰撞所留下的信号,而间接探测实验则寻找暗物质湮灭的产物,如高能伽马射线、高能中微子、正电子和反质子等。理解暗物质所产生的这些信号需要我们了解暗物质的微观粒子的性质,同时也需要了解暗物质在星系或星系团中的分布形式等宏观性质。随着更大规模、更高灵敏度的实验不断投入运行,暗物质之谜有可能在不久的将来得以破解。     

电磁场作用的Q球解及其能量稳定性质

暗物质的理论与实验研究是天体粒子物理学的重要研究课题,暗物质是宇宙中物质的主要组成部分,并对星系的结构和形成产生重要影响.暗物质可能是由最轻的超对称粒子构成,这些标量粒子在宇宙中以非拓扑孤子—Q球的形式存在.通过求解具有耦合势能形式的Klein-Gordon方程,获得了均匀及非均匀标量场模型中带电Q球的精确解,分别用解析和数值分析的方法计算了2种Q球的总能量,结果表明带电Q球模型中也存在能量稳定性.为进一步研究暗物质实验和观测提供研究方法和理论基础.     

宇宙大爆炸理论与佛教宇宙起源理论的研究

大爆炸理论和佛教经典都认为宇宙是无中生有,是由一个点(奇点)或自性变现而来的;宇宙大爆炸之前和佛教认为的宇宙起源前的"常寂光"阶段是相同的,是没有时间,没有空间的,整个宇宙一片空寂;大爆炸理论认为宇宙各星体,暗物质、黑洞等都来自于同一个"奇点",所以化学成分相同。佛教认为一切众生、植物、矿物、山河、大地是平等的,无高低贵贱之分,有情无情同园种智,因为他们来自同一个自性;量子纠缠现象与佛教认为物质是有意念波组成的理论是相通的。     

解密暗物质

正"暗物质粒子探测卫星"悟空"已经升空了,此后它将踏上寻找暗物质的漫漫征途。那么,暗物质到底是什么?为什么科学家们都想要找到它?"