暗物質有線索了?研究表明一種新粒子和暗物質可能存在關係!
2023-04-01 07:04:03
暗物質有線索嗎?研究表明,一種新粒子可能與暗物質有關係!
重大發現!這個新發現的粒子可能是宇宙中暗物質形成的線索!
暗物質到底是什麼?這種物質真的存在嗎?這些問題仍然是宇宙中未解之謎。
和更早的時候,在ZwCl0024+1652星系團中,科學家發現了一個幽靈般的物質環漂浮在那裡,這是迄今為止證明暗物質可能存在的最強有力的證據之一。天文學家認為暗物質環是由兩個巨大的星團碰撞造成的。不僅如此,研究人員認為,一個新發現的亞原子粒子可能在大約138億年前的大爆炸後在宇宙中形成了暗物質。儘管科學家已經確定宇宙中高達80%的物質可能是暗物質,但我們仍然缺乏對這種神秘物質的了解,因為沒有人直接觀察過它。
現在,在一項新的研究中,核物理學家提出暗物質可以由一種新發現的粒子——D星六夸克組成。
當談到夸克時,談論宇宙中最小的存在是不可避免的。我們知道物質可以分解成分子,分子可以進一步分解成原子,甚至亞原子粒子質子和中子也可以進一步分解。然後,當你分解它們,你得到夸克。所以,到目前為止,我們所看到的、接觸到的和品嘗到的最終都是由夸克組成的。
和中子和質子各由三個夸克組成,而六個夸克由六個夸克組成。他們的存在已經被預言了幾十年。2014年,研究人員證實了六個夸克的存在。
雖然這些奇怪的粒子由比質子更多的夸克組成,但事實上六個夸克比我們更熟悉的粒子小得多。六個夸克比其他亞原子粒子衰變得快得多夸克也是玻色子粒子,這意味著許多D星中六個夸克的組合不同於質子和中子的組合。
那麼,這六個小夸克怎麼可能是理解暗物質的關鍵呢?英國約克大學物理系的研究員米哈伊爾·巴什卡諾夫說,在大爆炸後的奇怪條件下,六個夸克可能會直接凝聚成暗物質。然後宇宙變成了亞原子粒子的冷卻場所,就像一大鍋融合在一起的夸克湯。
巴什卡諾夫和他的合著者、約克大學教授丹尼爾·沃茨在新的研究中說,在宇宙的超早期階段,D星的六個夸克可能已經冷卻並膨脹成所謂的玻色-愛因斯坦凝聚(BEC)
玻色-愛因斯坦凝聚
BEC是一種特殊的第五態物質,當大量原子或亞原子粒子冷卻到接近絕對零度(即0開爾文,即-459.67華氏度,或-273.15攝氏度)時形成在這種極端的溫度下,粒子(或原子)聚集成單一的實體,這可以用波函數來描述換句話說,這些粒子結合起來就像一個單獨的粒子。
儘管六個夸克在實驗室裡迅速衰變,巴什卡諾夫解釋說,它們在中子星裡更穩定,壽命更長,研究人員認為這在BEC也是可能的。因此,正如巴什卡諾夫所解釋的,科學家們相信在大爆炸後不久,六個夸克可能會凝聚成BEC,而唯一的BEC可能是暗物質。
瓦說:「我們的初步計算表明,恆星d的冷凝物是暗物質的一個可行的新候選者,這種新的可能性值得更深入和詳細的研究。」這個結果特別令人興奮,因為它不需要任何新的物理概念。「
早期的研究沒有完全解決暗物質的問題但是瓦茨和巴什卡諾夫計劃繼續研究六個夸克,以更好地理解這些奇怪的粒子,並進一步探索它們是否真的是暗物質的好候選者。
正如巴什卡諾夫所解釋的,未來的研究人員將進行實驗來研究六個夸克的性質,例如它們的大小以及它們如何與其他六個夸克和正常物質,即核物質(原子核中的質子和中子)相互作用儘管研究人員說六個夸克可以凝聚成BEC,他們希望通過進一步的研究和實驗來證明這一點。