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當前簡訊:LHC團隊確定“穿越萬里”反原子核 有望作為間接探測工具搜尋暗物質(zhì)


(資料圖片僅供參考)

輕反原子核由反質(zhì)子和反中子組成。根據(jù)《自然·物理》雜志發(fā)表的一篇論文,大型強子對撞機(LHC)團隊研究認為,輕反原子核或能在銀河系中穿越很長的距離。這項研究結(jié)果表明,這些反原子核或能用于尋找暗物質(zhì)。

反原子以及反原子構(gòu)成的反分子等,統(tǒng)稱為反物質(zhì),反物質(zhì)與我們周圍世界中的常規(guī)“正”物質(zhì)相遇,則發(fā)生湮滅,釋放大量能量。也正因如此,地球上沒有反原子核的天然來源,但它們會在銀河系的其他地方產(chǎn)生。有觀點提出,反原子核可能是源于太陽系外的高能宇宙輻射與星際介質(zhì)(星系中恒星之間空間)中的原子相互作用的結(jié)果。另一種觀點認為,反原子核是尚未發(fā)現(xiàn)的暗物質(zhì)粒子湮滅所形成的。

為探索反原子核與物質(zhì)的相互作用,歐洲核子研究中心的LHC所屬ALICE合作組,日前分析了氦-3(氦的一種穩(wěn)定同位素)原子核的反粒子。研究人員利用LHC的粒子對撞產(chǎn)生反氦-3原子核,再讓這些反原子核與ALICE探測器中的物質(zhì)相互作用,讓它們消失。

通過研究,團隊科學(xué)家們確定了反氦-3原子核的消失概率,以及這種概率在這些反原子核穿越銀河系過程中所產(chǎn)生的影響。

科學(xué)家們此前已知,要通過探測宇宙線中的各種粒子來尋找暗物質(zhì)的信號,如果暗物質(zhì)能夠湮滅或者衰變到標準模型粒子,那么暗物質(zhì)的額外流強,就可以被探測器所接收到。宇宙線中的反原子核之所以被認為是暗物質(zhì)間接探測的重要工具,就是因為其流強相對較高,特別是反氘核與反氦核,有可能達到現(xiàn)代宇宙線探測器的靈敏度極限。鑒于此,當前的研究結(jié)果也意味著,能穿越很長的距離的反氦-3原子核很適合用來搜索暗物質(zhì)湮滅。

標簽: 探測工具

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