难以想象的神秘物质
在世界各地远古和近代的神话中 , 经常有这样的情节:一束光或者一个隐身人可以自由地穿过大山、墙壁、人体甚至大海而不留痕迹 。
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其实在现实中 , 科学家发现的确有我们肉眼看不见的神秘物质 , 它们把大山、墙壁、人体甚至大海都当做是透明的空气一样 , 随便穿越而不留下任何痕迹 。由于这种物质自己不带电荷 , 不与电子发生滋扰 , 以是不只肉眼看不见 , 甚至无法被电磁波捕捉到 , 可以算得上是真正的透明 。然而 , 中意科学家的实验照样探测到它们存在的证据 。
中国和意大利的科学家在1992年最先实验 , 终于在2000年获得突破发现 , 引起国际上极大的惊动 。这支8人的科学家队伍中一半来自中科院高能物理研究所 , 中方首席代表是戴长江研究员 。他们探测到当这种物质在偶然穿越碘化钠晶体时同样不会留下任何痕迹 , 然则偶然会撞击晶体中的原子核时 , 则会发出微弱光线 。
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只管这一微弱光线肉眼看不见 , 然则通过光电倍增管会捕捉到这丝光线并转化成电信号(脉冲) , 然后这一脉冲会在示波器上显示出来 。科学家以此推断这种幽灵一样的神秘物质很重 , 它的例子重量至少是质子的50倍 。
由于这种物质有质量又无法观察 , 不与已知的粒子发生任何作用 , 科学家就把它称作暗物质 。把它的粒子叫为WIMP , 即弱相互作用重粒子 。
在意大利的实验室中 , 科学家使用的是碘化钠晶体 , 戴长江研究员信赖换用其余晶体后 , 会获得更好的实验效果 , 他采用了氟化钠晶体 , 并在继续研究在氟化钠晶体中加入另外几种晶体制成复合暗物质探测器 。现在使用的氟化钠晶体是一根直径2~3厘米 , 常悦10厘米的晶莹透明的圆柱体 , 当WIMP上亿次的穿过氟化钠晶体时 , 偶然会有一些粒子与晶体的原子核发生碰撞 , 然后发出微弱光线就被仪器捕捉并记录下来 , 而且比碘化钠具有更好的粒子分辩能力 。
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为了制止宇宙射线、电磁滋扰等其他的噪音 , 这个实验必须在极深的岩穴里做 , 岩穴的岩石厚度至少要跨越500米 。由于宇宙中的大多数射线中的粒子都无法穿越这么厚的岩石 , 经由过滤 , 岩穴里就只剩下这群游荡在宇宙中的神秘物质 。
现在科学家们已经直到暗物质的密度异常小 , 然则数目异常重大 , 它们的总质量占到宇宙的26% , 宇宙中大量漫衍着这种暗物质 。它们在宇宙中就像是密布的暴雨 , 而且相对太阳以230千米/秒的速率在宇宙中游荡 。好比我们在倾斜的雨幕中奔跑 , 若是奔跑的偏向冲着雨幕倾斜的偏向 , 则雨滴落在身上的速率要比顺着雨幕倾斜的偏向跑要大 , 身上就会落更多的雨滴 。绕着太阳公转的地球就好比是在暗物质组成的暴雨中奔跑的人 , 这就形成了一个有趣的征象 , 在每年的6月2号 , 岩穴中的氟化钠晶体与WIMP粒子碰撞的几率就更大 。这种周期性的转变 , 也加倍佐证了暗物质的存在 。
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