暗物質有可能藏在地球內部？地球本身就是暗物質探測器？

2023-04-02 02:18:56 1

暗物質能藏在地球裡嗎？地球本身是暗物質探測器嗎？

科學界的希望？最新研究表明，地球可能隱藏著暗物質的線索！

眾所周知，宇宙中的物質比我們能看到的要多得多，但是某種形式的物質對我們來說是完全看不見的，科學家稱之為暗物質。暗物質是我們宇宙的一個想像成分，可以用來解釋恆星和星系的許多奇怪行為。

但無論暗物質是什麼，它都是一種不與光相互作用的新粒子，這意味著它不會發射、吸收、反射或折射電磁輻射。這意味著我們看不見它。對我們來說，這是一個未知的存在。為了找到暗物質，科學家們通過各種方法直接或間接地尋找暗物質的線索。然而，他們沒有這樣做。他們只知道這種物質存在，但我們仍然不知道它是由什麼組成的。分散在世界各地的探測器已經運行了幾十年，試圖捕捉微弱的暗物質粒子通過的痕跡，但毫無效果。

儘管我們通過各種天文觀測知道暗物質的存在，但恆星繞著星系中心旋轉得太快，而星系團內部的星系旋轉得也太快。人類出生得太晚，宇宙中的大型結構出現得太早，我們無法捕捉早期宇宙的神秘組合。到目前為止，我們知道暗物質存在的唯一方法是通過重力。雖然暗物質有看不見的超能力，但它仍然有質量，這意味著它可以拖拽和塑造宇宙中最大的物體，所以我們可以通過更亮的恆星和星系的運動來揭示它的存在。然而，最近的一項研究表明，暗物質之謎的答案可能就在我們腳下，最好的暗物質探測器可能就是地球本身！

尋找暗物質——為什麼科學家在地球內部這麼認為？這實際上與暗物質的候選粒子有關我們知道粒子物理學家一直在製造新粒子。作為新物理理論的結果，其中一些符合暗物質可能存在的條件。最有希望的候選粒子是一種叫做WIMP的粒子，它是一種弱相互作用的質量粒子。

的「弱相互作用」部分不僅意味著粒子很弱，還意味著暗物質偶爾會通過弱核力與正常物質相互作用但是顧名思義，弱核力並不是最強的，它的短程使得這些相互作用非常罕見。

但是「稀有」並不意味著「永不」科學家推測，數十億甚至數萬億的暗物質粒子可能正在你體內遊動。但是因為暗物質很難探測到正常物質，所以你根本感覺不到它。所以，在你開始看到它的引力效應之前，也就是說，在暗物質行動之前，你必須進行大規模的測量。

然而，在弱核力的作用下，暗物質粒子很少失控並與正常物質粒子相互作用。確切地說，這種情況有多罕見還不得而知，因為它涉及能量轉移。例如，暗物質粒子作用於正常粒子來移動正常物質，這種行為可以被我們檢測到。但是因為它如此稀有和脆弱，我們的探索嘗試還沒有被證明是有效的。我們需要一個體積非常大的大型探測器，因為這種相互作用非常罕見，要麼建造一個巨大的探測器，要麼需要數百年的時間，好運才能捕捉到這種現象。

更重要的是，我們必須將這些探測器深埋在地下，最好埋在地表以下2公裡處這是因為許多亞原子反應會發生，而其他高能粒子，如中微子和宇宙射線，也會造成類似的影響。在它們撞擊探測器之前，我們需要使用大量的巖石來吸收它們。如果我們確實看到了信號，那麼我們有理由猜測它可能是由暗物質引起的。回到現實，幾十年來，我們一直在建造更大的探測器並仔細觀察它們，但是到目前為止，我們還沒有找到任何合適的探測器。

最大的暗物質探測器:地球

但是考慮到我們生活的環境，比如工程和成本的限制，我們的暗物質探測器的尺寸是有限的。然而，幸運的是，根據一項新的研究，有一個巨大的暗物質探測器，已經收集了數百萬年的數據。它就在我們腳下。這是地球。

的科學家解釋說，地殼本身就是一個巨大的暗物質探測器。當自由暗物質粒子與巖石內部的正常物質相互作用時，質子或中子將被散射，從而改變撞擊點附近巖石的化學成分，甚至讓粒子飛起，留下微小的疤痕。

當然，如果條件允許，我們可以挖得很深來探測地殼的某些部分，這是目前暗物質探測器探測到的深度的兩倍多，這有望使探測結果對宇宙射線和其他有害粒子更加免疫。因為在那個深度的巖石已經存在了數百萬年，甚至上億年，它們記錄了暗物質之間的相互作用，這比我們在實驗中所能做的要長得多。因此，檢測它們是非常簡單的，挖出一堆純度更高的巖石，用細齒顯微鏡仔細檢查，以發現亞原子反應的任何跡象。

當然，這裡有一個問題，我們知道地球上的巖石自然含有一些放射性元素，放射性衰變也會產生類似的特徵為了解決這個問題，研究人員建議深入研究海洋地殼，因為海洋地殼比大陸地殼純淨得多。有了這個，我們可以很容易地得到一個超級探測器，因為即使一公斤的巖石也可以超過目前世界上最好的探測器的靈敏度。

，所以現在剩下的就是行動了！