據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，發(fā)生在遙遠(yuǎn)距離的星系碰撞所產(chǎn)生的影響，可能很快會(huì)幫助人類尋找到構(gòu)成暗物質(zhì)的神秘粒子。

太陽(yáng)系正在穿過(guò)一個(gè)被銀河吞噬的星系，這增加了探測(cè)來(lái)自它的暗物質(zhì)的可能性。銀河甚至所有的星系，都是在一個(gè)巨大的光暈中形成的，這個(gè)光環(huán)由一種叫做暗物質(zhì)的無(wú)形附加物質(zhì)組成，它的重量是可見物質(zhì)的五倍多。

太陽(yáng)系圍繞銀河系的運(yùn)動(dòng)，使它以每秒230公里的速度穿過(guò)暗物質(zhì)光暈。因此，在我們看來(lái)，暗物質(zhì)是一種高速的“風(fēng)”。

去年，歐洲航天局蓋亞 (Gaia) 衛(wèi)星探測(cè)了太陽(yáng)系附近恒星的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)了一條此前不為人知的的流狀物“S1”，這是一個(gè)小矮星星系被銀河系吞噬的痕跡。現(xiàn)在，由西班牙薩拉戈薩大學(xué)的恰蘭·奧黑爾(Ciaran O‘Hare)負(fù)責(zé)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，來(lái)自該小矮星星系的相當(dāng)于100億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的暗物質(zhì)正沿著S1直接向太陽(yáng)移動(dòng)。

這種暗物質(zhì)將以每秒500公里的速度襲擊太陽(yáng)和來(lái)自地球的任何探測(cè)器，這一速度比標(biāo)準(zhǔn)暗物質(zhì)風(fēng)要快得多。奧黑爾和他的同事稱這為“暗物質(zhì)颶風(fēng)”。

這項(xiàng)研究探索了構(gòu)成暗物質(zhì)的、目前尚不為人類所知的幾種流行候選粒子，以檢測(cè)這種颶風(fēng)如何直接地對(duì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。

標(biāo)準(zhǔn)情況下，幾倍到數(shù)百倍于質(zhì)子質(zhì)量的一個(gè)弱相互作用重粒子(簡(jiǎn)稱“WIMP”)，與原子碰撞將會(huì)產(chǎn)生怎樣的核沖擊力量。目前，這是幾個(gè)碘化鈉晶體和液化氙探測(cè)器的探測(cè)內(nèi)容之一。

奧黑爾和他的同事們研究桑福德地下研究所的LZ(LUX-ZEPLIN)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種被稱作“S1”流體中暗物質(zhì)的構(gòu)成成份如果達(dá)到10%，它可能強(qiáng)于標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)，并且這種重粒子質(zhì)量將是質(zhì)子質(zhì)量的5到25倍。

LZ實(shí)驗(yàn)是由大型地下氙(LUX)項(xiàng)目和液態(tài)惰性氣體閃光實(shí)驗(yàn)(ZEPLIN)合并后，組建的直接探測(cè)WIMP的美國(guó)能源部一個(gè)官方實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

桑福德地下研究所是美國(guó)最深的地下物理實(shí)驗(yàn)室，坐落于南達(dá)科他州布萊克山，由廢棄的金礦改建而來(lái)。就全球而言，該研究所也是利用液化氙探測(cè)器進(jìn)行暗物質(zhì)探測(cè)研究的實(shí)驗(yàn)室之一。在桑福德地下研究所進(jìn)行的LZ實(shí)驗(yàn)，被稱為世界三大直接探測(cè)暗物質(zhì)粒子實(shí)驗(yàn)中靈敏度最高，有望最先捕獲暗物質(zhì)中弱相互作用重粒子的實(shí)驗(yàn)。

奧黑爾和他的同事在研究?jī)?nèi)容中寫道，和標(biāo)準(zhǔn)暗物質(zhì)風(fēng)一樣，當(dāng)該“S1”流體“迎面撞擊太陽(yáng)系”時(shí)，它的反旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)將大大增加來(lái)自天空中暗物質(zhì)出現(xiàn)的數(shù)量。事實(shí)上，它應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生類似旋風(fēng)結(jié)構(gòu)的 “環(huán)”，這可能在未來(lái)很容易被定向暗物質(zhì)探測(cè)器所探測(cè)。

被稱為軸子的外來(lái)暗物質(zhì)粒子的情況，在該颶風(fēng)最引人注目的跡象中被發(fā)現(xiàn)。作為構(gòu)成暗物質(zhì)的超級(jí)候選粒子，軸子在強(qiáng)磁場(chǎng)下可以轉(zhuǎn)換成光子，這迅速引起全球范圍暗物質(zhì)科學(xué)研究者的關(guān)注。

不管這個(gè)難以捉摸的粒子是什么，其探測(cè)進(jìn)展自從“S1”被發(fā)現(xiàn)以來(lái)已經(jīng)有了改善。奧黑爾和他的同事表示，洶涌而來(lái)的這一颶風(fēng)將大大增加暗物質(zhì)探測(cè)的進(jìn)展。

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