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暗物质潜在质量范围变窄,有助聚焦搜索区域


作者:科技日报     来源:科技日报     时间:2021-01-29 15:19

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据物理学家组织网27日报道,英国科学家利用引力作用于暗物质这一事实,首次从根本上计算出了暗物质的质量范围。这一范围比以前认为的要窄得多。最新研究缩小了暗物质粒子的潜在质量范围,也为未来的暗物质“捕手”限定了搜寻范围,还有助于科学家未来发现潜在的新作用力。
暗物质不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用,无法用任何光学或电磁波观测设备直接“看到”,科学家们通过暗物质对星系的作用确定了其存在。宇宙微波背景辐射观测实验的结果给出了暗物质在宇宙物质总量中的比例。在宇宙中,普通物质只占4.9%,暗物质占26.8%,暗能量占到68.3%,而暗能量和暗物质也被认为是21世纪初物理学天空存在的两朵乌云。
在最新研究中,萨塞克斯大学数学与物理科学学院的泽维尔·卡尔莫特教授领导的研究小组,假设引力是唯一作用于暗物质的作用力,并借此计算出暗物质粒子的质量介于10-3eV(电子伏特)到107eV之间,比理论认为的10-24eV到1028eV要窄得多。
“这是第一次有人用量子引力来计算暗物质的质量范围。”卡尔莫特说,这项研究表明,除非有一种迄今未知的作用力对其施加影响,否则,暗物质不可能像某些理论所说的那样“超轻”或“超重”。
研究人员认为,这项研究在两个方面让物理学家们受益:一是聚焦了暗物质的搜索区域;二是有助于揭示宇宙中是否存在神秘的未知力——如果未来发现暗物质的质量超出了萨塞克斯团队预测的范围,那表明暗物质除受到引力作用外,还受其他作用力的影响。
(原标题:暗物质潜在质量范围变窄)
(责任编辑:张晓峰、李军)

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