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1、美科学家宣称首次探测到暗物质粒子美科学家宣称首次探测到暗物质粒子 科学：美科学家宣称首次探测到暗物质粒子发现两个 Wimp 粒子踪迹，尚需发现更多以进行确认北京时间 2 月 15 日消息，据英国每日邮报报道，神秘的暗物质一直令科学家感到迷惑不解，这种看不见的物质占宇宙质量的大约四分之三。不过，美国佛罗里达大学科学家近日宣称，他们已首次探测到暗物质粒子。据研究人员介绍，在美国明尼苏达州北部的索丹铁矿中，位于地面之下 2000 英尺(约合 610 米)的高灵敏度探测仪近日捕捉到两个 “暗物质粒子 ”的踪迹。科学家们认为，这次探测到的事物应该有四分之三的可能是暗物质粒子，而不是背景噪音。暗物质是物理
2、学中最神秘的事物之一，它的发现将可能成为近 100 年来最重大的科学突破。20 世纪 30 年代，天文学家首次意识到，恒星、气体和尘埃只占宇宙质量的一部分。因此，他们得出结论认为，星系本来应该在宇宙中四处游荡并最终土崩瓦解的，除非它们受到某种巨大的、不可见的物质的重力吸引而被固定在一个位置上。80 多年来，科学家们一直争论究竟何为暗物质以及我们为什么看不到它，他们给出了许多种推测和解释，其中最有可能的一个候选物质就是一种被称为“弱相互作用大质量粒子”(Wimp)的微小事物。在过去九年中，科学家们一直在利用明尼苏达州北部一个名为索丹的废弃铁矿来捕捉Wimp 粒子的踪迹。实验动用了 30 台高灵敏
3、度探测仪，并将温度降低至零下 273.1 摄氏度。在这种实验环境下，当 Wimp 粒子撞击一个普通的原子时，这些探测仪将能够捕捉到撞击事件，从而确定 Wimp 粒子的存在。实验环境之所以被设在如此深的地下铁矿之中，是因为 Wimp 粒子与其他来自太空的粒子不同，它们可以直接穿越厚厚的地层和岩石。科学家们近日在科学杂志上发表论文称，他们发现了两个 Wimp 粒子的踪迹。不过他们也承认，要想确认所发现的确实是暗物质粒子，他们必须要继续发现更多这样的粒子。美国佛罗里达大学科学家塔拉克-萨伯博士介绍说， “许多人相信我们是最接近发现暗物质的，事实上不仅仅是我们，其他实验也是如此。可以预见，在未来五年左
4、右，有人将能够看到关于暗物质更为明显的迹象。 ”不过，萨伯博士也承认，目前的证据仍然不是足够充分。他说， “一两次实验并不够，次数太少了。 ”美科学家发现暗物质粒子 堪称世纪物理学发现关于暗物质的电脑模拟图。该图演示了不可见暗物质是如何在光环中结合的。北京时间 12 月 19 日消息，据英国媒体报道，美国“低温暗物质搜寻计划”项目组科学家近日发表声明称，他们已经在一个废弃的地下铁矿中捕获到暗物质粒子。如果这一发现最终得到证实，它将成为近百年来物理学领域最重要的发现之一。近八十年来，暗物质一直是困扰科学界的一个难解之谜。关于暗物质，普遍的理论认为，在宇宙中只有四分之一的物质是可见的，而那四分之三
5、的不可见神秘物质就是所谓的暗物质。多少年来，科学家一直在寻找暗物质存在的直接证据，但都没有取得实质性成果。美国科学家的这次发现一经证实，它将为人类寻找暗物质的艰难历程画上一个圆满的句号。据研究人员介绍，他们是在一个废弃的地下铁矿中捕获到暗物质的。这个地下铁矿就是美国明尼苏达州北部的索丹铁矿，大约位于地面之下半英里(约合 800 米) 的位置。在索丹铁矿的底部，安装有高敏感探测器，这些探测器都是美国“低温暗物质搜寻计划” 的实验装置。近日，研究人员利用这些高敏感探测器捕捉到暗物质粒子的身影。“ 低温暗物质搜寻计划” 项目首席科学丹 -巴维尔介绍说，该项目组此次共发现了两个粒子，它们的特点与预期中
6、的暗物质粒子完全吻合。巴维尔是在费米国家实验室近期举行的一个研讨会上公布这一重大发现的。其实，数周前就已经有相关谣传称，巴维尔项目组即将公布这一伟大发现。尽管目前得到的结果尚有待进一步证实，但是它还是引起了科学界的轰动。英国剑桥大学天文学院科学家吉利-吉尔摩认为， “如果他们确实发现了暗物质的真正踪迹，那绝对是一个伟大的发现。暗物质是宇宙的重要组成部分，而且也是宇宙成为一个整体的必要物质。当普通物质融入到暗物质之中时，就可形成星系、恒星、行星以及人类生命。没有暗物质，我们也不可能生活在这里。 ”现代意义上的暗物质概念最早是由瑞士天文学家弗里兹-扎维奇于 1933 年提出的。当时，扎维奇认为，一
7、个遥远的星系簇即将分崩离析，但这种分离不是由常规的重力牵引所造成的，而是由不可见宇宙物质所导致的。在扎维奇所描述的这种现象中存在的神秘物质，由于它既不能反射光线，也不能吸收光线，用望远镜根本无法观测到它们，因此被称为暗物质。自 1933 年起，科学家们就一直在暗物质是否存在这个问题上争论不休。2008 年， “哈勃 ”太空望远镜在一个遥远星系周围的幽灵状光环中发现了暗物质存在的非直接证据。这种神秘光环就是当恒星的光线经过暗物质时被弯曲所形成的。在此之前，由美国加州理工学院天文学家理查德-麦西所领导的一支科研团队首次发布了关于暗物质的三维图，这些三维图揭示了暗物质是如何附着于星系周围以及相互之间
8、是如何结合的。暗物质是由多种不可见粒子组成，这种说法既可以解释宇宙中的“质量缺失”现象，也可以为人类寻找暗物质的道路指点方向。所谓的“质量缺失” 现象，就是指占宇宙四分之三质量的物质不见踪影，利用牛顿引力理论根本无法解释这种现象。暗物质的不可见粒子可以用来帮助科学家理解为什么时间总是在向前运动的。吉尔摩认为， “这一发现的真正影响是属于心理方面的，它表明我们正在接近一个全新的物理学世界。我们都知道，宇宙中存在许多事物和属性。对于粒子家族的这些新成员，所有事物和属性都将要做出反应。在现有许多最神秘的问题中，时间为什么总是沿着单一方向前进这个问题将通过暗物质粒子来得到合理的解释。 ”许多科学家相信
9、，暗物质粒子将成为“超对称性” 理论的有力证据。 “超对称性” 理论认为，宇宙中的任何粒子都是成双成对的，即它还有一个相对较重的伴侣粒子。发现“超对称性”理论的证据也是欧洲大型强子对撞机的主要目标之一。暗物质粒子的奇特之处就在于，当它们穿过某物体时，就像对方不存在一样。根据它们的这种特性，科学家们将它们命名为“Wimps”粒子，即弱相互作用重粒子。科学家们相信，每时每刻，都有大量的“Wimps”粒子穿越地球，穿越所有事物，当然也包括我们的身体。科学家们之所以将“低温暗物质搜寻计划” 探测器安装于几百米深的地下矿洞中，就是为了防止太空中其他各种粒子对探测器的干扰，矿洞起到屏蔽作用。当暗物质粒子击
10、中探测器中的一个原子核时，就会引起原子核摆动。科学家们长期不懈地研究，也就是为了等待这一罕见的机会。 “低温暗物质搜寻计划”项目组共发现了两个暗物质粒子击中探测器中的原子核。欧洲科学家首次俘获反物质 爆炸威力超核弹大型强子对撞机(资料图)欧洲核子研究中心的科学家们在欧洲当地时间的 17 日表示，通过大型强子对撞机，他们已经俘获了少量的“反物质” ，尽管只是少量的反氢原子而已，但已被科学界视为人类研究反物质过程中的一次重大突破。存在时间是关键实际上，早在 1995 年，欧洲核子研究中心就首次制造出了 9 个反氢原子。但反氢原子只要与周围环境中的正氢原子相遇就会湮灭，因此实验室中造出来的反氢原子稍
11、纵即逝，科学家们根本无从研究它的真面目。2002 年，欧洲核子研究中心的实验进一步表明，反氢原子可以大量制造，但如何让它们存在时间长一点仍是难题。因此，这次实验成果的突破就在于，人工制造的 38 个反氢原子存在了大约 017 秒。这个时间在普通人看来也许非常短，但对科学家来说，已比先前有了实质性的延长，足够他们进行较为深入的观察和研究。利用磁场作“陷阱”欧洲核子研究中心介绍说，这次之所以能够将反氢原子捕获长达 017 秒，要归功于一种特殊的磁场。 在实验室中，反氢原子是在真空环境里制造出来的，正常情况下瞬间就会与正物质发生湮灭并消失。而这个强大而复杂的磁场会像陷阱一样“拖延时间” ，使反氢原子
12、与正物质的接触稍作延缓。实验显示，利用这种磁场，可以将“牵制” 反氢原子的时间延长到十分之一秒的量级，这对于观察研究反氢原子来说已经“足够长”。最终，欧洲核子研究中心在制造出的数以千计的反氢原子中，成功地使其中的 38 个存在了大约 017 秒。科学家称，研究反物质，之所以选择氢原子入手，是因为氢原子只包含一个质子和一个电子，是最简单的原子，因此被看做是物理学领域最佳的研究对象。反物质研究的重要一步尽管这只是在实验室中制造并短暂捕捉到反物质原子，但科学界仍然欢欣鼓舞，认为这是物理学领域的一次突破，距离反物质的“真相 ”又“ 近了一步” 。刊登这一研究成果的英国自然杂志称，成功“捕捉” 反氢原子
13、后，通过比较反物质和正物质，科学家们就可以测试粒子物理学“标准模型 ”中最核心的基本对称理论。欧洲核子研究中心主任罗尔夫 霍伊尔在17 日发布的一份新闻公报中说， “这是反物质研究领域的重要的一步。 ”用作武器 爆炸威力远超核弹用作燃料 6 个星期可飞到火星反物质是目前科学领域最大的谜团之一。正物质的原子由带正电的质子和带负电的电子以及中性的中子组成。与此相反，由带负电的质子和带正电的电子组成的就是反物质。正物质和反物质相遇后会湮灭，并产生巨大能量。欧洲核子研究中心称，反物质就像是“宇宙的镜子” 。按照现行理论，宇宙大爆炸之初，产生了等量的正物质和反物质。但现实情况是，我们的世界由正物质组成反
14、物质似乎莫名消失了，至少到现在仍然无法直接观测到它的存在。欧洲核子研究中心科学家首次捕捉到反物质( 图)欧洲核子研究中心的 ALPHA 实验首次成功捕获反物质北京时间 2010 年 11 月 18 日消息，欧洲核子研究中心(CERN)科学家宣布，在最新实验中首次成功捕获反物质，取得了重大的物理学突破。他们在实验中创造了以反氢形式存在的反物质，证明捕获和释放反物质是有可能的。这项研究突破或许有助于科学家设计出相应的实验，以深入了解这种行踪诡异的物质。在星际迷航系列电视和电影中，反物质被用于驱动科克船长乘坐的宇宙飞船进行太空之旅。如今，科学家表示他们首次捕获了存在于现实世界的反物质样本。一个由英国
15、和其他国家物理学家组成的科研小组在一项惊人的科学突破中，在实验室中瞬间“捕捉”了38 个反氢原子。反物质有助揭开宇宙起源之谜虽然这次实验不可能令科学家研制出曲速引擎飞行器(Warp Engine)、反物质驱动装置，或是找到比星际迷航光速旅行更快的旅行方式，但却有可能揭开宇宙起源之谜。反物质就是正常物质的镜像，正常原子由带正电荷的原子核构成，核外则是带负电荷的电子。但是，反物质的构成却完全相反，它们拥有带正电荷的电子和带负电荷的原子核。当物质和反物质相撞，它们会立即相互湮没，释放出能量。自英国物理学家保罗狄拉克 (Paul Dirac)最早提出反物质存在理论以来，反物质就一直是科幻小说和电影的主
16、题。在电视和电影系列星际迷航中，反物质反应堆驱动“企业”号进行太空之旅，而在丹布朗畅销小说 达芬奇密码姊妹篇天使与魔鬼改编而成的同名电影中，藏匿在罗马的反物质炸弹更是成为电影的主线。从理论上讲，1 磅(约合 450 克) 反物质的破坏力超过当量最大的氢弹。不过，制造和保存微量反物质是一件非常困难和耗资巨大的事情，用于制造超级武器的前景更是距离现实非常遥远。38 个反氢原子存活六分之一秒在刊登于最新一期自然杂志上的最新研究中，欧洲核子研究中心的科学家使用反氢激光物理仪器(简称 ALPHA)，冷却带负电荷的反质子(氢原子核的镜像)，将其挤压至长20 毫米、宽 1.4 毫米的火柴棍大小的云状物中，这些粒子云接着被导入类似的正电子(反物质电子)云中。两种粒子结合形成反氢原子，最终，磁场在六分之一秒内成功捕捉到反氢原子。卡尔加里大学物理学与天文学系主任罗布汤普森教授说：“这是一项重要发现，可能有助于实施一些实验，使我们对当前物理学的基本看法产生巨大变化，证实我们当前了解到
