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发现引力波后 人类下一个重大突破是什么?
发布者:李卉发布日期:2016-03-07浏览次数:
日期 2016-02-19   来源:新华社   作者:陈丹
http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab92/info51755.htm

发现引力波之后,人类科学研究下一个重大突破会是什么?

一些科学家和媒体开始将目光瞄准了另一个待解谜团:暗物质。英国宇宙学家卡洛斯·弗伦克认为,“比起引力波,发现暗物质将更为重要”。

暗物质被比作“笼罩在21世纪物理学天空中的乌云”,当前世界多国都在进行相关研究,而引力波的成功探测更是让暗物质“猎手们”倍受鼓舞。

【苦寻无果】

现在人类所看到的天体,要么发光,如太阳;要么反光,如月亮。

根据欧洲核子研究组织官网介绍,暗物质是一种宇宙中广泛存在的不可见物质。它与电磁力不发生作用,换句话说,不吸收、不反射光,本身也不发光。

通过引力效应,科学家估计宇宙的27%是由暗物质组成,是所有可见星球、星系总和质量的5倍多。

对于暗物质,物理学家苦寻多年,却始终难觅踪迹。

英国《卫报》14日报道,物理学家亚历克斯·墨菲和他的团队正在进行“大型地下氙实验(LUX)”,地点位于美国南达科他州一座废弃金矿地下约一英里处。

这一实验团队拥有世界上最灵敏的暗物质探测器。物理学家将充满三分之一吨液态氙的容器冷却到约零下101摄氏度。如果氙原子同暗物质粒子发生碰撞,产生出的微光将会被探测器捕捉到。

然而,发生碰撞的几率微乎其微。亚历克斯·墨菲说,“至今还没有出现过”。

物理学家之所以如此相信暗物质的存在,是因为天文学家能够探测到暗物质作用在星球和星系上的引力。

他们认为暗物质由弱相互作用大质量粒子构成,它在大爆炸中被创造出来,在普通物质中穿行,没有留下任何痕迹,除了引力。

【或将突破?】

今后几年,大型地下氙实验(LUX)将全面升级,更名为LUX-Zeplin,并获得10吨液态氙。

亚历克斯·墨菲说,“在一英里的地下控制好10吨液态氙,不容有失,因为(它)非常昂贵,而且低温冷冻的气体会十分危险。”

墨菲认为,技术难点意味着可能要等到2018年才有望出结果。

实际上,大型地下氙实验(LUX)并不是唯一一个捕捉暗物质的“猎手”。

在澳大利亚,另一支团队也在一座地下金矿安置了世界最先进的暗物质探测器。

在外太空,国际空间站正在安装探测器,试图在外太空捕捉到暗物质迹象。

2015年12日,中国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,卫星顺利进入预定转移轨道。“悟空”是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星,超过国际上所有同类探测器。它将在太空中开展高能电子及高能伽马射线探测任务,探寻暗物质存在的证据,研究暗物质特性与空间分布规律。

《卫报》认为,人类对宇宙的探索永无止尽,许多待解之谜需要人类破解。亚历克斯·墨菲也认为,比起找到暗物质,更大的探索还在后面。

“暗物质像一把钥匙,能够打开物理学更深层次理论的大门。而这将是漫长的探索。”