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意大利XENON1T实验可能探测到源自太阳的暗能量

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新浪科技讯 北京时间9月18日新闻,现在,英国剑桥大学研究职员在《物理谈论D》杂志上揭晓文章称,意大利XENON1T实验中一些无法注释的效果可能是由暗能量引起的,而不是该实验旨在检测的暗物质。

他们确立了一个物理模子来辅助注释这些效果,证实该效果可能源自太阳强磁场区域发生的暗能量粒子,只管还需要未来的实验来证实该注释。研究职员示意,他们的研究可能是直接探测暗能量的主要一步。

我们在天空和一样平常生涯中肉眼所能看到的一切,从小型卫星至伟大星系,从蚂蚁至蓝鲸,它们仅占宇宙物质5%,其他物质则是“漆黑”的,约莫27%是暗物质――将星系和宇宙网络毗邻在一起的无形气力,而68%是暗能量,它导致宇宙加速膨胀。

该研究讲述作者、剑桥大学卡维里宇宙学研究所桑尼・瓦格诺齐博士称,只管暗物质和暗能量都是看不见的,但我们对暗物质领会得更多,由于早在上世纪20年月就有人提出它的存在,而暗能量直到1998年才被发现,XENON1T等大型实验旨在通过寻找暗物质“碰撞”通俗物质的迹象,直接探测暗物质,但暗能量更难捉摸。

为了探测暗能量,科学家们通常会寻找引力的相互作用――引力吸引物体的方式,在最大尺度上,暗能量的引力效应是排挤性的,将物体相互拉开,使宇宙加速膨胀。

约莫一年前,XENON1T实验报道发现了一个意想不到的信号,或者说超出了预期靠山。该研究合著作者、意大利弗拉斯卡蒂国家实验室研究员卢卡・维西内利博士称,这类过剩征象通常是有时的,但偶然也会导致基个性的发现,我们探索了一个模子,在这个模子中,该信号可以归由于暗能量,而不是实验最初设计来检测的暗物质。

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那时科学家对该实验效果最盛行的注释是太阳发生的轴子――一种假设的、极其轻的粒子,然而,该注释未经得起观考试证,由于注释XENON1T信号所需的轴子数目将彻底改变比太阳更大质量恒星的演变进化,这与我们所观察到的征象相冲突。

我们还远没有完全明白暗能量是什么,但大多数暗能量的物理模子都能指向所谓的“第五种力”,宇宙中有四种基本力,它们均无法注释这种神秘征象,科学家有时将这种神秘征象称为“第五种力”作用的效果。

然而,我们知道爱因斯坦的引力论在局部宇宙中异常有用,因此,任何与暗能量相关的第五种力都是不需要的,必须在小尺度局限下“隐藏”或者“屏障”,而且只能在爱因斯坦的引力理论无法注释宇宙加速的大尺度局限下运行。为了隐藏第五种力,许多暗能量模子都配备了所谓的屏障机制,动态地隐藏了第五种力。

维西内利和研究讲述合著作者构建了一个物理模子,该模子使用一种被称为“变色龙筛选”的机制,出现太阳强磁场发生的暗能量粒子,可以注释XENON1T实验中无法注释的征象。

他说:“我们接纳变色龙筛选机制屏障了超密度天体中发生的暗能量粒子,清扫了太阳轴子的可能性,我们能够将密度异常小的局部宇宙和密度异常低的最大规模宇宙举行状态星散。”

研究职员行使该实验模子证实,若是暗能量发生于太阳一个特定区域――差旋层(tachocline),探测器就能发现那里的磁场稀奇强。维西内利说:“令人惊讶的是,这种过剩征象可能是由暗能量而不是暗物质造成的,当一切都像这样连系在一起时,真的很特殊。”

同时,研究盘算解释,像XENON1T这样旨在探测暗物质的实验,也可以用于探测暗能量,然而该结论需要更多的实验举行验证。维西内利说:“我们首先需要知道这不是有时的,若是XENON1T实验真的观察到了什么,你会期望在未来的实验中再次看到类似的过量征象,但那将是一个更强的信号。”

若是我们观察到的过量征象是由于暗能量所导致的,XENON1T实验将进一步升级完善,以及实现类似研究目的的实验,例如:LUX-Zeplin和PandaX-xT实验,很可能未来十年我们将直接探测到暗能量。(叶倾城)

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