空间观测暗物质粒子
科学家发现暗物质存在明确迹象:可信度99.8%
科学家发现暗物质存在明确迹象:可信度99.8%美国明尼苏达州一座矿山地下深处的实验设施CDMS(低温暗物质搜寻的英文首字母缩写)。
科学家在这里搜寻神秘莫测的暗物质在设计上,CDMS能够捕获暗物质粒子“撞向”一台探测器内的原子核时发生的罕见交互作用。
这台探测器在接近深空的温度环境下运转粒子加速器阿尔法磁谱仪,号称“太空版大型强子对撞机”。
这台安装在国际空间站上的粒子加速器得出的首批观测发现揭示了暗物质的一些特征根据普朗克探测器的观测数据绘制的高精度宇宙微波背景图,揭示暗物质、正常物质以及暗能量的比重北京时间4月18日消息,据国外媒体报道,在美国地下深处的一座实验室,科学家发现了可证明暗物质存在的明确迹象。
暗物质是一种神秘莫测的物质,据信在宇宙物质中的比重达到四分之一。
一直以来,科学家从未直接观测到这种物质。
在建于明尼苏达州一座矿山地下深处的实验室,美国科学家借助实验仪器CDMS(低温暗物质搜寻的英文首字母缩写)搜寻暗物质,最后得出了令人兴奋的研究发现。
在设计上,CDMS能够捕获暗物质粒子“撞向”一台探测器内的原子核时发生的罕见交互作用。
这台探测器在接近深空的温度环境下运转。
美国物理学会的科学家报告称,他们在实验中发现大质量弱相互作用粒子的信号强度达到3个西格马水平,说明他们发现暗物质的可能性达到99.8%。
暗物质是一种神秘莫测的物质,据信将宇宙中的天体聚合在一起。
但迄今为止,科学家从未直接观测到这种物质。
德克萨斯州农工大学高能物理学家鲁帕克-玛哈帕塔拉表示:“在高能物理学研究领域,只有观测到5个西格马或者更高的信号水平才能宣布发现一种粒子。
这是一项非常令人兴奋的发现,虽然按照这个标准尚无法完全令人信服。
我们需要获取更多数据以证实这一发现。
暗物质是我们面临的最大谜团之一。
现在,我们发现了这个引人注目的线索。
”大质量弱相互作用粒子是一种令人难以捉摸的粒子,极少与正常的物质发生交互作用,因此很难被探测到。
2024年的黑暗物质
对撞机实验结果
LHC实验
大型强子对撞机(LHC)在寻找新的基本粒 子和探索新物理方面取得了重要进展。通过 对撞机产生的大量数据进行详细分析,实验 结果表明标准模型在描述已知粒子的相互作 用方面非常成功,但没有发现与黑暗物质直 接相关的新粒子或新现象。
未来对撞机计划
为了更深入地探索黑暗物质的本质,未来的 对撞机计划将继续提高能量和探测精度。例 如,未来环形对撞机(FCC)和超级质子对 撞机(SPPC)等计划将有望为我们揭示更 多关于黑暗物质的秘密。
实验探测挑战
尽管有多个实验正在尝试直接探测黑暗物质粒子,但到目 前为止尚未取得突破性成果。未来需要继续改进实验技术 和方法,提高探测灵敏度。
多学科交叉合作
研究黑暗物质需要天文学、宇宙学、粒子物理学等多学科 的交叉合作,共同推动这一领域的研究进展。
02
黑暗物质探测技术
直接探测法
地下实验室
在地下深处建立实验室,以最大 程度减少宇宙射线和其他背景辐 射的干扰,提高探测器的灵敏度
其他理论模型及预测
其他理论模型
除了超对称模型外,还有其他一些理论模型试图解释暗物质的存在,如小质量暗物质模型、自相互作用暗物质模 型等。
理论预测
这些理论模型预测了暗物质的一些性质,如质量、自相互作用强度、与普通物质的相互作用方式等。这些预测为 实验探测暗物质提供了理论指导。
05
实验结果与数据分析
2024年的黑暗物质
汇报人:XX
2024-01-12
• 引言 • 黑暗物质探测技术 • 宇宙学观测与验证 • 粒子物理模型与理论预测 • 实验结果与数据分析 • 未来展望与挑战
01
引言
黑暗物质定义与性质
不可见性
宇宙中的暗物质研究进展
宇宙中的暗物质研究进展宇宙是一个神秘而广袤的世界,其中隐藏着许多我们尚未完全了解的奥秘。
而其中最令科学家们困惑的问题之一就是暗物质。
暗物质是一种不与电磁波相互作用的物质,因此无法直接观测到。
然而,通过一系列精密的观测和实验,科学家们对暗物质的研究取得了一些重要的进展。
首先,让我们来了解一下暗物质的存在证据。
早在上世纪初,天文学家就通过观测星系旋转曲线的异常现象,推测出宇宙中存在着一种看不见的物质。
随后的多个独立观测结果也进一步证实了这一假设。
例如,通过对星系团的观测,科学家们发现星系团中的星系运动速度远远超过了根据可见物质计算出的速度,这也是暗物质存在的一个重要证据。
为了更好地理解暗物质的性质,科学家们进行了一系列实验和模拟。
其中,重力透镜效应是研究暗物质的重要手段之一。
通过观测远处天体的光线被大质量天体所弯曲,科学家们可以推断出暗物质的分布情况。
例如,在2018年,欧洲空间局的行星探测器“欧洲太空局”发现了一个被称为“牛顿十字”的重力透镜现象,这一发现为暗物质的研究提供了有力的证据。
此外,科学家们还利用粒子加速器进行暗物质的探索。
粒子加速器可以通过高能碰撞模拟宇宙的极端条件,从而产生暗物质粒子。
通过观测这些粒子的性质和行为,科学家们可以推断出暗物质的一些特征。
例如,欧洲核子研究中心的“大型强子对撞机”(LHC)就是一个重要的粒子加速器,科学家们使用LHC进行了大量的暗物质探索实验。
除了实验和观测,理论模型也为暗物质的研究提供了重要的支持。
目前,最为广泛接受的理论是冷暗物质模型。
根据这一模型,暗物质是由一种与普通物质不同的粒子组成的。
这些暗物质粒子在宇宙早期形成,并通过引力相互作用形成了星系和星系团等大尺度结构。
此外,一些理论还提出了暗物质和暗能量之间的相互作用,这也为解释宇宙加速膨胀提供了一种可能性。
然而,尽管取得了一些重要的进展,暗物质仍然是一个充满挑战的领域。
目前,我们对暗物质的性质和组成仍然知之甚少。
暗物质粒子探测:意义、方法、进展及展望
速度 分 布 等 。2 0世 纪 7 0年 代 ,美 国 天文 学 家 v 鲁 宾 ( .R bn通 过 对 旋 涡 星 系 的详 细观 测 , 得 V u i) 使
“ 暗物质 ” 个 概念 得到 了科 学界 的认 可 。漩 涡 星 这 】
直 尝 试 用 引 力 理 论 来 解 释 各 种 天 体 的 运 动 规
系团的合并, 发现星系团中发光 的热气体 ( x 射 由 一
线 像 确 定 其 位 置 ) 两 个 星 系 的质 量 中 心 ( 和 由引 力
透镜 观 测 确 定 其位 置 ) 不 重合 。这 一 现象 被 认 为 并
是 暗 物质 存在 的 直接 证 据 ,这 是 因为 可 见 的重 子
未 被 发 现 行 星 的存 在 非 常 类 似 于 今 天 我 们关 于 暗
在各种 尺度的天文观测 中都发现 了暗物质存在的
证 据 。目前 ,暗 物 质 的存 在 已经 被人 们 普 遍 接 受 , 并 且 成 为研 究 宇 宙 大尺 度 结 构 形 成 过 程 的必 不 可
通过 团内热气体的 x射线发射轮廓 以及通过径向
收 稿 日期 : 0 0 0 一 8 2 1 — 5 l ;修 回 日期 : 0 0 0 — 8 2 1— 5 2
暗物质 粒子 探测 :意义 、 方法 、进展及展 望
常 进
( 国科 学 院紫 金 山天 文 台 ,南 京 2 0 0 ) 中 10 8
摘 要 :本文 回顾 了暗物质发 现 的历 史 ,介 绍 了暗物质粒 子探 测方 法和 目前 国 际最新观 测结果 ,
重 点 讨 论 了空 间探 测 暗 物 质 粒 子 的 技 术 方 法 和 可 能 的 突破 点 , 就 我 国 开 展 暗 物 质 粒 子 空 间 探 测 提 出 了
暗物质探索
暗物质探索在现代天文学和粒子物理学的交汇点上,有一个悬而未决的大问题:宇宙中的大部分物质是由什么组成的?答案是“暗物质”——一种我们无法直接观测到的物质。
尽管它不发光也不发热,但通过其引力效应,科学家们能够推断出它的存在。
本文旨在探讨暗物质的性质、探索方法以及当前的科学进展。
暗物质的性质暗物质不发光,不与电磁力相互作用,因此不能通过传统的望远镜观测到。
然而,它对可见物质产生引力作用,影响星系的旋转曲线和宇宙的大尺度结构。
研究表明,暗物质构成了宇宙总质量能量的约27%。
探索方法间接探测间接探测主要是寻找暗物质粒子衰变或湮灭时可能产生的高能粒子,如伽马射线、中微子等。
地面和空间的望远镜都在进行此类搜索。
直接探测直接探测实验试图捕捉到暗物质粒子与普通物质的罕见相互作用。
这些实验通常位于地下深处,以屏蔽宇宙射线和其他背景干扰。
加速器探测在大型强子对撞机(LHC)等粒子加速器中,科学家尝试通过高能碰撞产生暗物质粒子,并寻找它们存在的线索。
科学进展尽管投入了大量资源,暗物质的本质仍然是一个谜。
一些实验报告了潜在的信号,但这些发现尚未得到独立验证。
同时,理论物理学家正在开发新的模型来解释暗物质的性质。
未来展望未来的探索将依赖于更灵敏的探测器、更强大的加速器以及新的数据分析技术。
国际合作项目,如深空任务和地下实验室网络,将扩大我们的搜索范围。
结论暗物质的探索是人类智慧的挑战,也是科学进步的象征。
虽然我们还没有揭开它的秘密,但每一次尝试都让我们离答案更近一步。
随着技术的发展和理论的深化,我们有理由相信,终有一天,暗物质的面纱将被揭开。
---请注意,本文是一篇基于科学事实的综述文章,不包含任何违反社区规则和国家法律法规的内容。
宇宙中的暗物质及其研究进展
宇宙中的暗物质及其研究进展宇宙是一个神秘的存在,但是人类从来不缺席宇宙的探索。
其中,暗物质就是宇宙学研究中一个重要的问题。
暗物质以神秘的形态存在于宇宙中,它不散发电磁波,不能被光学望远镜直接观测到,只能通过引力相互作用来证明它的存在。
因此,暗物质被形象地称为“看不见的物质”。
暗物质读者可能没有太多接触,但它是宇宙学中一个热门的研究领域,可以说是宇宙学中一个最困惑的问题之一。
知道暗物质的存在,对我们掌握更多宇宙的完整性有很大的帮助。
那么现在我们来看一看什么是暗物质以及关于暗物质的一些研究进展。
一、暗物质的定义和性质暗物质是宇宙学家研究的一个问题,由于暗物质不能直接观测到,因此它依据的是物理学中引力定理,藉由引力作用于周围物体的运动,猜测它的存在。
暗物质不对光产生反应或散发电磁波,因此无法通过电磁波进行探测。
而它的显著特征是它猛烈的引力。
暗物质对小尺度的物体的引力作用微弱,但对于更大尺度的物体,例如银河系,它的影响可谓极强。
暗物质对银河系的作用形成了一个与可观测物质分布不同于的巨大的暗物质“晕”,正是这份“晕”的作用,才使银河系形成和稳定。
二、暗物质的研究进展1.暗物质被发现暗物质首先被意识到的是20世纪30年代。
那时的物理学家计算了一个大质量天体的引力应该是比目前的可见物质所能产生的力强得多,因此提出了暗物质的概念。
在20世纪80年代和90年代,银河系的高精度测量使得宇宙学家探测到宇宙中大量的暗物质泡泡,天文学上的暗物质问题才真正被认真挖掘起来。
2.暗物质是什么?宇宙学家已经确认了暗物质的存在,但目前尚无法确定暗物质是什么。
天体物理学家计算已知的暗物质无法源出银河系中大量暗物质,只是一个非常小的补充。
因此我们可以猜测存在着形形色色的暗物质,如亚原子粒子,尘埃,黑色物质等等。
3.当前暗物质研究的方法目前,人们主要通过间接发现方法来确认暗物质的存在。
这些方法包括通过观测宇宙辐射背景辐射的小扰动、恒星轮廓的微匆、来自宇宙射线的超新星爆发等。
探测暗物质的方法
探测暗物质的方法
探测暗物质的方法主要包括直接探测和间接探测两大类。
直接探测是通过探测暗物质粒子与普通物质的原子核碰撞后发出的信号来实现的,这种方法依赖于暗物质粒子与标准模型粒子相互碰撞之后的靶核状态来研究暗物质。
例如,LUX、LZ、PandaX等实验就是通过在地下放置装满xenon的容器,并布满光电倍增管(PMT)来探测这种信号。
当暗物质和普通物质间有相互作用时,会同探测器中的氙原子碰撞并产生反冲信号,在探测器中以氙原子闪光(S1)和电离(S2)的形式表现出来。
间接探测则是通过分析宇宙射线、星系旋转曲线、引力透镜效应等天文观测数据来寻找暗物质存在的证据。
这种方法不直接探测暗物质粒子本身,而是通过其对周围环境的影响来推断其存在。
例如,通过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境的研究可以区分这些潜在的暗物质模型。
暗物质的探测方法及理论模型
暗物质的探测方法及理论模型暗物质是一种不发射电磁波、能够穿透物质并对引力产生作用的神秘物质。
尽管它占据了相对宇宙总质量的约85%,不过目前我们对它的认知仍然非常有限。
在这篇文章中,我们将讨论一些暗物质的探测方法及理论模型。
一、直接暗物质探测目前直接暗物质探测是最主流的探测方式之一,这种方法主要利用暗物质粒子与普通物质之间的相互作用来探测暗物质的存在。
直接探测方法主要有两种:1.1闪烁体探测器闪烁体探测器利用暗物质粒子在物质中碰撞产生的光子闪烁效应来探测,其中之一较为著名的实验是LUX暗物质探测器实验。
这个实验利用液体氦和液体氖作为闪烁体,通过蒸气光电放大器来测量闪烁光子信号的能量分布。
然后通过与模拟的信号进行比较,来确定哪些信号是由暗物质粒子产生的。
1.2半导体探测器与闪烁体探测器不同,半导体探测器使用晶体管来传感暗物质粒子的信号。
固体材料可以提供极高的放射性排除,并且它们比传统的液体或气体探测器更容易进行精确测量。
其中之一被广泛使用的探测器是CDMS(Cryogenic Dark Matter Search)。
CDMS 是一个探测低温半导体的深地下实验,它的工作原理是基于暗物质粒子在半导体晶体中的离子化效应。
二、间接暗物质探测与直接暗物质探测相比,间接暗物质探测利用暗物质粒子在宇宙空间中的产生和衰变等过程来探测,这些过程会释放出一些暗物质不可见的粒子,这些粒子就是间接探测的目标。
主要的探测手段和方法有以下几种:2.1γ射线辐射γ射线辐射可以由暗物质衰变或暗物质粒子与普通物质相互作用后,产生带电粒子的过程中产生。
这些带电粒子原则上是能够探测到的,因为他们会发生大量的辐射并发射出高能γ射线。
目前我们已经探测到了很多这样的γ射线辐射例子,比如 Fermi 所测得的银河系中心方向的γ射线等。
2.2中微子探测中微子是没有电荷的、非常微小的基本粒子,但是由于它们的穿透力极强,所以它们是非常好的暗物质探测器。
探测暗物质的三种方式
当我.fF]tr.iJ望夜 空 中光 华璀璨 的繁星 时 ,其实我 们只看 部分对 我们来说 是 隐藏 的。科学 家寻找 暗物质 ,就像和 幽灵捉迷 藏。暗 物质粒子 存在 的证 据都是 通
过引力相互作用发现 的 ,实验 中还 没有确定的暗物质信号被探 l Jll神秘 的暗 物质 ,似乎 无处不在 ,
也 有 可能一 头撞 上原子 核这 个 “树 桩 ”=被 暗物质粒 子撞眭 的原子核 会 起 发 光发
.
热 的现 象 ,或者 被撞 得偏 离 了原 来 的位 置 ,这些都 是科学 家 有可能探 测 到的
由于发生碰撞 概率很小 ,产生的信号也很 “微弱”,为了降低本底 ,通常需要把探测器放置在很深的地下
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现 在 已有 很 多宇 宙线 实验可 以开 展此 类的 暗物 质搜寻 工作 :我 国首颗 暗物 质
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探 测卫星 “悟空 ”正 是采用 的这种探 测方式 ,我们 期望 “悟空 ”的重 大发现 :v
加速器探测法
丰 动 创 造 “暗 物 质 ” ^
●
还 -.种 方法是 加速器探 测 。主动 创造暗物 质 科学 家们用 大型质子 对撞机 , 将两束高能粒子对撞产生暗物质粒子,也就是说在加速器上将暗物质粒子 “创造” 出来 :
如果 我们把 足够高 的能量 浓缩 在极 小 的空间体 积之 内 ,就 像科 学家 在大 型强 子对撞机里进行占 粒子碰撞实验一样,这些能量就会转化为各式各样的粒子四散 奔逃 :如果能量 足够高 ,理论上 就有可 能产 生 出暗物 质粒子
而 由于 喑物质粒 子是 “隐 身”的 ,无法被 周边 的探测器记 录到 .即使 它被 “创 造”出来,也不会被探测器发现 ,只能通过其他可 以看见的粒子来推测出是否有 这样 的粒子 产生 虽然暗物 质粒 子不 能被直 接观察 到 ,但 它一 定会带 走 “能 量 ” ( “创造 ”暗物质粒 子需要 能量 ).因此从 丢失 的能量 和分布 可 以推 测暗 物质 的 某 些性质 如果侦 破 了这 宗能量 失踪 案 ,就 能为 暗物质粒 子 的存在提 供证 据 ,因 此科 学家们 像是在一 片精彩 纷呈 的海洋 中寻找一 根看不见 的针 V
暗物质粒子探测卫星
科学目标
一是暗物质间接探测,也是最主要的;二是寻找宇宙射线的起源;三是伽马射线天体物理。
探测原理
悟空(6张)1.什么是高能宇宙射线?
指的是来自宇宙中具有相当大能量的带电粒子流,1912年由德国科学家韦克多·汉斯发现。他制作了一个电 离室,用于测量空气中的电离度(空气中的带电粒子数量)。同时期也有其他的科学家制作电离室,汉斯的创新 之处在于,他将电离室放在热气球上,这样在放飞前,能测量出地面的电离度,放飞后,能测量出不同海拔高度 的电离度。而汉斯的测量结果显示:海拔越高,电离度越大。
此次发射的暗物质卫星全部由中科院研制、生产。工程2011年立项,造价1亿美元,远低于国外同类探测器。
研发历程
01
成功发射
02
正式命名
04
完成束流实 验
06
国外现状
03
成立科学组
05
完成测试在 轨交付
2015年12月17日8时12分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭丁成功将暗物质粒子探测卫星 “悟空”发射升空,卫星顺利进入预定转移轨道。此次发射任务圆满成功,标志着我国空间科学研究迈出重要一 步。
2016年3月17日,我国空间科学系列首发星暗物质粒子探测卫星“悟空”圆满完成三个月的在轨测试任务, 顺利交付用户单位。
经过三个月的在轨测试,卫星的四大科学载荷——塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器和中子探测 器功能性能稳定,上注至卫星的全部指令均正确执行,星地链路通畅,完成了所有既定的测试项目,卫星各项技 术指标达到或超过了预期。
卫星组成
主要目的:寻找暗物质粒子,研究暗物质特性与空间分布规律,探寻宇宙射线起源并观测高能伽马射线,有 望在物理学与天文学前沿带来新的重大突破。
天文学知识:如何探测和研究暗物质
天文学知识:如何探测和研究暗物质暗物质一直是天文学研究的热门话题之一。
虽然暗物质很难被直接探测到,但科学家们已经采用了多种方法来研究它的性质和分布。
在本文中,我们将深入探讨如何探测和研究暗物质。
在宇宙中,暗物质和普通物质一样重要。
然而,我们不能看到暗物质,因为它不会与光相互作用,而这是我们看到宇宙中其他物质的方式之一。
因此,研究暗物质并非易事。
然而,科学家们已经发展出了多种方法来研究暗物质。
一种方法是利用天体物理学中的引力透镜效应。
这种效应来源于爱因斯坦的广义相对论,它表明,物体的质量会扭曲周围的空间,从而引起光线的弯曲。
如果一个星系或星团在光线路径前面,那么这些星系和星团的引力会扭曲通过的光线,从而使背景中的星系和星团看起来发生形变。
通过观察这种效应,科学家们可以估计出隐藏在背景星系和星团背后的暗物质的质量。
此外,科学家们还利用了宇宙微波背景辐射来研究暗物质。
宇宙微波背景辐射是我们宇宙辐射历史的痕迹,它可以告诉我们在宇宙诞生之初,宇宙的物理性质。
然而,宇宙微波背景辐射也会受到暗物质的影响,因为暗物质会影响宇宙结构的形成。
通过分析宇宙微波背景辐射的小尺度温度涨落,科学家们可以估计不同尺度上暗物质的密度、分布和性质。
另一种研究暗物质的方法是利用暗物质在银河系中的运动。
科学家们观测恒星的运动情况,可以计算出银河系中物质的质量总量。
然而,由于暗物质不会与光相互作用,我们无法观测到它在银河系中的分布和运动。
不过,科学家们可以通过观察在暗物质密度较高的区域附近的恒星的运动情况,来研究暗物质的性质。
通过测量恒星的速度和距离,我们可以计算出暗物质的密度和分布。
除了以上的方法,科学家们也在研究暗物质的粒子性质。
暗物质被认为是由一种或多种未知基本粒子组成的。
通过模拟和计算这些假定的粒子的性质和相互作用,科学家们可以预测暗物质在实验室中的探测方式。
目前,许多实验室正在进行暗物质探测实验,以期探测到暗物质粒子并验证暗物质的存在性和性质。
如何探测暗物质的存在
如何探测暗物质的存在在广袤无垠的宇宙中,存在着一种神秘莫测的物质——暗物质。
它如同宇宙的幽灵,难以被直接观测到,却又对宇宙的演化和结构起着至关重要的作用。
那么,科学家们是如何尝试探测暗物质的存在呢?首先,我们要了解一下为什么暗物质如此难以捉摸。
暗物质之所以被称为“暗”物质,是因为它不与电磁辐射相互作用,这意味着我们无法通过常规的光学或电磁波手段直接观测到它。
我们所熟知的恒星、行星等天体,都可以通过电磁波的反射、发射或吸收来被探测,但暗物质却几乎完全“隐身”于我们的常规观测手段之外。
目前,科学家们主要通过以下几种方法来探测暗物质的存在。
一种常见的方法是引力透镜效应。
根据爱因斯坦的广义相对论,质量会使时空弯曲,光线在经过大质量天体附近时会发生弯曲。
当遥远星系发出的光线在经过中间存在大量暗物质的区域时,光线的路径会发生弯曲,从而导致我们观测到的星系图像发生扭曲或变形。
通过对这些扭曲图像的精确测量和分析,科学家们可以推测出暗物质在宇宙中的分布情况。
另一种重要的探测手段是通过星系团中的热气体观测。
星系团中包含着大量的星系和高温气体。
通过X射线望远镜观测这些热气体的分布,可以发现热气体的质量远远小于根据星系团的引力效应所推算出的总质量。
这之间的质量差就被认为是由暗物质所贡献的。
还有一种方法是通过宇宙微波背景辐射的观测。
宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸的余晖,是一种均匀分布在整个宇宙空间的微弱电磁波。
通过高精度的观测仪器,科学家们可以测量宇宙微波背景辐射中的微小温度和偏振变化。
这些变化可以提供有关暗物质在早期宇宙中的分布和性质的信息。
除了上述的间接探测方法,科学家们也在尝试直接探测暗物质粒子与普通物质的相互作用。
一种常见的实验装置是在地下深处建立大型探测器。
之所以选择在地下深处,是为了屏蔽来自宇宙射线和其他背景辐射的干扰。
这些探测器通常使用极低温的晶体或液态惰性气体等材料,期望能够捕捉到暗物质粒子与探测器中的原子核发生碰撞所产生的微弱信号。
揭秘宇宙之谜——暗物质探索的最新成果
揭秘宇宙之谜——暗物质探索的最新成果自古以来,浩瀚的星空总是激起人类无尽的好奇。
科学家们一直在尝试解读宇宙最深处的秘密,而其中最为神秘莫测的非暗物质莫属。
尽管我们无法直接观测到暗物质,它却不言自明地通过引力影响着星系的旋转、宇宙的大尺度结构形成,乃至整个宇宙的演化历程。
近年来,随着科技的飞速发展,人类在探索这一隐形宇宙成分方面取得了显著进展。
国际上多个科研团队利用地面和空间望远镜,通过对遥远星系的观测以及宇宙微波背景辐射的研究,不断收集关于暗物质性质和分布的数据。
最新的发现之一来自深场多波段天空观测,科学家们通过分析引力透镜效应,推断出在星系团后方存在的暗物质“晕”的质量分布情况。
这些研究提供了对暗物质密度分布及其与其他宇宙组分相互作用的新见解。
除了观测手段,粒子物理学家也在努力从理论和实验上来揭开暗物质的面纱。
大型强子对撞机(LHC)等粒子加速器试图通过高能碰撞实验产生暗物质粒子,虽然直到目前为止尚未直接探测到暗物质粒子,但相关的实验却在不断排除一些理论模型,缩小搜索范围。
值得一提的是,暗物质的间接探测也取得了突破。
通过探测高能宇宙射线以及伽马射线等信号,科学家们试图捕捉到暗物质粒子湮灭或衰变的迹象。
例如,伽马射线空间望远镜已经观察到某些宇宙区域发射出的高能伽马射线超出常规天体物理过程的预期,这或许与暗物质有关。
另一方向的研究聚焦于暗物质与已知物质之间的微弱相互作用,如暗物质风。
一些天文观测结果显示,高速运动的星系际气体受到未知力量的影响,这可能是由于暗物质的作用。
这类发现不仅挑战了我们对暗物质特性的理解,也为寻找其粒子性质提供了新的线索。
尽管我们对暗物质的认识还远远不够完整,但每一次的探测尝试和理论发展都为我们描绘出更加清晰的宇宙图景。
未来的研究将依赖于更高精度的观测设备和更为深入的物理理论,以期终有一日能够揭开暗物质这一宇宙构成之谜。
空间探测暗物质简介
摘要宇宙线的探测分为地面探测和空间探测。
地面探测测量的是高能宇宙线(大于100TeV)在大气中产生的簇射的前锋面。
由于低能宇宙线在大气中产生的簇射不能到达地面,所以要探测低能的宇宙线就需要把探测器送到大气层外部。
空间探测宇宙线的优点是能测量低能宇宙线,并且能区分宇宙线的种类。
暗物质间接探测就是在宇宙线中寻找暗物质湮灭或者衰变产生的信号,表现在宇宙线能谱上就是各种超出。
所以需要准确区分宇宙线的种类,并且精确测量宇宙线的能谱。
在文章中,作者将介绍宇宙线的相关理论以及空间探测暗物质的研究现状,并详细介绍将于2015年底发射的暗物质粒子探测卫星,讨论其在暗物质间接探测方面的各种优势。
关键词宇宙线,暗物质,空间天文Abstract There are two methods to measure cosmic rays,namely,ground detection andspace detection.Each has its own advantages and disadvantages.Ground detection measures air showers at ground level produced by high energy (greater than 100TeV)cosmic rays.As showers of low energy (less than 100TeV)cannot reach the ground,to measure them we need to launch the detectors into space.Space detection can not only measure low energy cosmic rays but also identify their charge.The indirect detection of dark matter particles measures the signal produced by their annihilation or decay,which are of all kinds in the energy spectrum of cosmic rays.Hence,we need to make precise measurements of the spectrum and distinguish each component type.In this paper we will review cosmic ray physics and the status of dark matter detection.The dark matter explorer satellite which will be launched at the end of this year and its advantages in indirect detection will also be discussed.Keywordscosmic ray,dark matter,space astronomy暗物质探索专题*国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CB837000)资助项目;中国科学院战略先导专项(批准号:XDA04040000)1宇宙线简介奥地利科学家Victor F.Hess 在1912年研究不同海拔高度的空气电离度时发现,海拔越高空气电离度越大[1]。
物理学中的黑暗物质研究
物理学中的黑暗物质研究当人们思考着宇宙的本质时,他们会发现有些问题只有物理学才能解释。
其中最神秘和最引人入胜的问题之一就是黑暗物质。
黑暗物质是一种由无法用电磁波与其他物质交互的物质组成的呈现黑暗的物质。
这使得它无法被直接观察到,但物理学家们通过间接推断和实验证据,对它进行了深入研究。
黑暗物质是如何发现的?在20世纪初期,开普勒定律、牛顿万有引力定律和爱因斯坦的广义相对论让我们对恒星和星系的轨道运动有了深刻的理解。
然而,在20世纪下半叶,科学家们开始注意到有些星系和星系团的质量是他们能够看到的物质质量的数倍。
这些天体团中的恒星、气体和尘埃等能被看到的物质明显不足以解释这些星系团的大质量。
1970年代,弗里茨·范·德伦和沃尔夫冈·普里姆卡成为第一批研究星系旋转的天文学家。
在研究过程中,他们意识到恒星的自转速度是与距中心点的距离无关的。
这意味着恒星之间必须存在非常大且无法被观察到的物质,才能保证它们保持在恒星系内的吸引作用下运转。
这也是黑暗物质研究的开端。
黑暗物质到底有多少?作为一种无法直接观察的物质,确切地确定黑暗物质的总量是非常困难的。
科学家们依靠间接方法和模拟来估计黑暗物质和宇宙中其他物质的总质量。
直接探测黑暗物质是一项非常困难且复杂的任务。
黑暗物质不会与电磁辐射交互作用,这意味着它们无法通过光学望远镜或X 射线望远镜进行探测。
然而,在过去的几十年中,一些实验已经开始探测可能是黑暗物质的粒子。
其中最具代表性的实验之一是LUX-ZEPLIN实验,旨在探测暗物质中的长寿命粒子。
这些粒子会被黑暗物质中微子捕获到,从而导致闪烁现象。
实验通过探测氦气中的荧光现象,以此获取更多信息。
另一个直接探测黑暗物质的方案是使用粒子加速器。
欧洲核子研究中心的原子弹实验正在试图产生单个暗物质粒子,这将使科学家们能够进行进一步的研究,包括测量它们对物质的相互作用能力。
间接寻找黑暗物质在间接方面,寻找黑暗物质粒子与在空间寻找黑暗物质星团是两种最常用的方法。
宇宙中暗物质的探测方法
宇宙中暗物质的探测方法宇宙中的暗物质是一种仅通过重力作用与其他物质相互作用的物质,因此直接观测和探测起来非常困难。
然而,暗物质占据了宇宙质量的大约85%,是我们理解宇宙演化和结构的关键因素之一。
为了解决这个问题,研究者们开发了多种探测手段,本文将介绍其中的几种重要方法。
引力透镜效应引力透镜效应是一种通过观测星系或星系团对背景星系的光学畸变来探测暗物质的方法。
按照广义相对论的理论,重力会影响光的传播路径,从而导致星系或星系团在天空上的形状发生变形。
这种变形被称为引力透镜效应,可以观测到。
通过对光学变形的测量,研究者可以确定背景星系的位置和亮度,利用这些信息可以重建暗物质的分布。
特别地,如果暗物质分布是等距的,那么通过观测的变形就可以知道暗物质的质量分布。
引力透镜效应的主要限制是,只能探测高红移(即远离我们的地方)的星系或星系团,并且背景星系与观测目标之间必须有连续的光学路径。
宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射(Cosmic Microwave Background, CMB)是宇宙大爆炸后形成的剩余辐射,是宇宙学研究中的重要数据源。
CMB的精细观测可以提供有关宇宙早期演化和暗物质性质的宝贵信息。
暗物质对CMB的形成和演化产生了影响,从而留下了暗物质的信号。
例如,暗物质的存在会改变宇宙结构的形成历程,从而影响CMB的功率谱。
通过测量CMB的功率谱,研究者可以推断暗物质的存在和性质。
CMB观测需要高灵敏度和高精度的仪器,例如欧空局的Planck卫星和美国国家航空航天局的WMAP卫星等。
间接探测间接探测暗物质是指利用暗物质粒子与其他物质相互作用产生的宇宙射线、伽马射线、中微子等粒子来探测暗物质的存在和性质。
这些粒子的产生和能谱分布与暗物质的性质有关,因此可以用来研究暗物质的本质和分布。
例如,暗物质粒子的湮灭可以释放出伽马射线,而暗物质和普通物质粒子的相互湮灭也可能产生宇宙射线和中微子等粒子。
通过测量这些粒子的产生、分布和能谱,可以推断暗物质的性质。
粒子物理学中的暗能量和暗物质研究
粒子物理学中的暗能量和暗物质研究粒子物理学是一门研究微观世界的科学,它试图理解构成宇宙的基本粒子和力量。
在这个领域里,暗能量和暗物质是目前被广泛关注和研究的两个重要课题。
一、暗能量:探寻宇宙膨胀的原因在宇宙学中,暗能量是指存在于空间中的一种看似无形的能量。
它的存在可以解释宇宙膨胀的加速度增长,而不是按照牛顿引力定律所预测的速度减慢。
暗能量被认为向宇宙中注入了能量,推动了宇宙的加速膨胀。
暗能量的研究是一项困惑而又挑战性的任务。
科学家们利用激光干涉测量、超新星爆炸观测等手段,尝试定量测量和确认暗能量的性质。
通过对宇宙微波背景辐射的测量和观测,科学家们也希望能揭示出暗能量的本质。
二、暗物质:发现微观世界的“影子”暗物质是一个神秘的问题。
从宇宙的物质和能量组成来看,常规物质(由我们所知的基本粒子构成)只占宇宙总量的约5%左右,而剩下的95%是由暗物质和暗能量组成的。
暗物质在物理上是不可见的,它无法通过电磁波与我们相互作用。
然而,科学家们发现它可以通过引力相互影响。
通过测量星系旋转速度、星系团运动以及宇宙微波背景辐射的各种数据,科学家们总结出暗物质的存在。
迄今为止,暗物质的研究依然是未解之谜。
科学家们试图通过多种手段来探测暗物质。
其中包括利用地下探测器寻找可能的暗物质粒子,以及利用大型加速器产生和探测可能的暗物质粒子。
三、暗能量和暗物质的联系与未来研究尽管暗能量和暗物质表面上看起来似乎是两个不同的研究领域,但它们之间有着内在的联系。
暗物质的引力作用会影响到宇宙的演化,而暗能量则通过推动宇宙的膨胀来扮演关键角色。
科学界普遍认为,进一步了解暗物质和暗能量的性质将有助于我们理解宇宙的起源和演化。
相关研究对于揭示宇宙基本构造、进一步发展宇宙学理论以及深化对宇宙学难题的理解都具有重要意义。
未来,科学家们期望能够找到更多证据来证实暗能量和暗物质的存在,并且对其进行更深入的研究。
研究团队将不断开展实验、观测和理论推演,以期对暗能量和暗物质这两个粒子物理学中的重要课题有更全面的认识。
暗物质粒子的理论模型及检测方法
暗物质粒子的理论模型及检测方法暗物质是宇宙中一个广泛存在的物理概念,指的是不与光交互的粒子,由于它们无法通过电磁波作用被探测仪器直接探测到,而存在很多理论模型和检测方法被提出。
下面我们将会简单介绍一些暗物质粒子的理论模型,并探讨一些最新的暗物质探测技术。
暗物质的理论模型暗物质粒子理论模型包括了许多的不同类型,其中最有名的是弱相互作用粒子WIMP模型。
WIMP会相对强烈地与普通物质粒子相互作用,可能通过近似标准模型上的弱相互作用触发反应。
WIMP是一种块状而重量特别大的粒子,预测其具备极低的交互截面和很长的寿命,可能是仍未探测到的极低温度物质。
但这种假说还不能被直接的实验或观测所证明。
有一些反对派认为暗物质可能是一种非粒子性质,比如说可能是东西的量子波或者是超弦中稳定的振动模式等等。
这种假说通常将宇宙学和量子物理学结合起来解决暗物质究竟能否被探测的一些问题。
除了WIMP之外,有些理论模型也会提出一些其他的粒子:例如,轻的中性惰性粒子LDM,主要由Z2 对称性导致,这种粒子没有传统粒子理论中的任何基础,属于另一种更加深奥的理论模型,机缘和事件都很低,更难被探测。
暗物质的探测方法虽然暗物质的理论模型有许多,但是暗物质的探测方法却非常有限,目前最主要的几种探测方法包括:直接探测、间接探测和加速器探测等。
直接探测直接检测尝试直接检测暗物质粒子,它要求高灵敏度的探测器将粒子与普通物质的反应保持低且可观测。
直接探测器能够测量高速涌入探测器内部的暗物质粒子击中的原子核,从而间接测量它们的质量、速度和交互截面等等。
目前,常用的直接探测器包括:XENON和LZ探测器,这些探测器能达到非常高灵敏度,并且能够通过不同种类的物质相互作用来检测到暗物质粒子。
其中的核物质中,由于原子核具备较强的自然α衰变,自然衰变或核物凝聚的导致热分裂或自发分裂间接探测间接探测需要对暗物质粒子产生的粒子或辐射进行测量,以从中推断出暗物质的存在。
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空间观测暗物质粒子文/毕效军常进余超洋导语:暗物质在整个宇宙中所占的组分大约是22%,是研究宇宙中大尺度结构形成过程中必不可少的成分。
据天文观测,暗物质应由非重子的冷暗物质构成,较为流行的暗物质候选者是弱相互作用重粒子(WIMP),由此建立的WIMP暗物质模型得到广泛的关注。
为了解析暗物质的本质,目前,科学家主要采用三种方法探测暗物质粒子,且取得众多进展。
未来十年,将是暗物质探测的黄金时代。
一、暗物质发现的历史自从牛顿发现了万有引力定律以来,人们就一直尝试用引力理论来解释各种天体的运动规律,在这个过程中,暗物质的概念很早就开始形成了。
比如,对于天王星运动异常的解释导致法国天文学家U.Le Verrier和英国天文学家John Couch Adams猜测到海王星的存在,并最终于1846年由Galle发现了海王星。
由行星运动异常从而猜测到另外一颗未发现的行星的存在非常类似今天我们关于暗物质的认识。
目前从星系到宇宙学尺度的观测都发现可观测物体运动的异常现象,这表明可能存在我们还没有“看见”的物质,既暗物质,它们通过引力效应影响了可见物体的运动。
现代意义下的暗物质概念最早是由瑞士天文学家Fritz Zwicky提出的。
1933年Fritz Zwicky研究后发星系团中星系运动的速度弥散,他根据所测得的星系速度弥散并应用维理定理得到了后发星系团的质光比,发现其比太阳的质光比要大400倍左右。
今天,天文学家有许多办法可以测定星系团的质量,如通过弱引力透镜效应,通过团内热气体的X射线发射轮廓以及通过径向速度分布等。
上个世纪七十年代,美国天文学家Vera Rebin在对旋涡星系的详细观测中,使得“暗物质”这个概念得到了科学界的认可。
旋涡星系旋转曲线的测量是暗物质存在最直接的证据。
通常测量的旋转曲线在距离星系中心很远的地方会变平,并且一直延伸到可见的星系盘边缘以外的地方很远都不会下降。
如果没有暗物质存在,根据开普勒定律很容易得到在距离很远的地方旋转速度会随距离下降。
而测量到的旋转曲线明显和人们根据可见物质预期的结果不同。
因此,平坦的旋转曲线就意味着星系中包含了更多的物质,这些还没有被直接看到而只是通过引力效应表现出来的物质就是暗物质。
2006年钱德拉X-射线望远镜观测到两个星系团的合并,发现星系团中发光的热气体(由X-射线像确定其位置)和两个星系的质量中心(由引力透镜观测确定其位置)并不重合。
这一现象被认为是暗物质存在的直接证据,这是因为可见的重子物质之间由于摩擦力而互相粘滞,但暗物质粒子可以相互通过,从而造成星系团中暗物质和重子热气体在空间上分离成两团。
这个结果引起了学界的广泛关注,因为这可能排除通过修改引力理论来解释所观察到的异常现象。
近年来由于WMAP卫星对微波背景(CMB)各向异性的精确测量,我们可能通过拟合WMAP的数据精确确定宇宙中暗物质的总量。
目前拟合的结果给出暗物质在整个宇宙中所占的组分大约是22%。
总之,自从暗物质的概念提出至今,人们在各种尺度的天文观测中都发现了暗物质存在的证据。
目前,暗物质的存在已经被人们普遍接受,并且成为研究宇宙中大尺度结构形成过程中必不可少的成分。
二、暗物质粒子和弱相互作用重粒子(WIMP)尽管暗物质在宇宙中存在的事实得到大部分天文学家的承认,但暗物质的本质是什么,它是由什么基本粒子组成的,这些基本问题却仍未得到解决。
在微观领域,人类建立了关于基本粒子的标准物理模型。
这一理论告诉我们,目前已知的基本粒子是三代的夸克和轻子以及传递相互作用的规范玻色子。
这一理论能够精确描述目前对撞机上所有的实验现象。
然而,暗物质粒子却不能被标准模型解释。
因此,为了解释暗物质粒子,必须要引入超出基本粒子标准模型的新的物理理论。
之所以天文观测会发现对撞机上无法发现的新粒子,可能的原因是:在宇宙的早期,宇宙要经历一个高温的阶段。
这个时候的粒子能量要高于现在已有(甚至将来可能有的)一切对撞机的能量,这个时候新物理可能发生作用。
因此我们可以认为早期宇宙是一个能量超出人类所能够达到的超高能对撞机,这个对撞机会撞出新的粒子并留下一些踪迹。
暗物质有可能就是来自这样的新物理在经历了宇宙大爆炸后遗留下来的产物。
因此,暗物质的认识对于人类认识物质的基本结构和基本相互作用可能起到了非常关键的作用。
暗物质问题是粒子物理和宇宙学的核心问题之一,目前世界各国都在集中人力、物力和财力研究这一问题。
例如,美国国家研究委员会由19名权威物理学家和天文学家联合执笔的2002年的报告中列出了新世纪要解答的11个科学问题:“什么是暗物质”列在第一位。
报告同时建议美国政府研究机构加强协调、集中资源为这些难题寻找答案。
国际上许多进行精确宇宙学研究和探测暗物质,暗能量的地面和空间的实验正在计划和筹建中。
目前我们已知的物质称为重子物质,但根据天文观测,暗物质应该由非重子的冷暗物质构成。
所谓冷暗物质指暗物质粒子的运动速度非常慢,远远小于光速。
较为流行的暗物质候选者是所谓弱相互作用重粒子,如超对称理论粒子或额外维度空间粒子等。
弱相互作用重粒子被广泛关注的原因在于它可以在宇宙早期自然产生:早期宇宙温度非常高,WIMP可以和其它的粒子相互作用从而达到热平衡;随着宇宙温度的降低,当宇宙温度低于其暗物质粒子的质量时,WIMP的粒子数密度是指数压低的,这样其反应速率也大大下降;当WIMP反应的特征尺度已经和宇宙的视界相当时,WIMP粒子就很难再相互作用,我们称为其从宇宙背景中解耦了。
如果WIMP的反应截面非常大,它可以保持热平衡的状态到很低的温度才解耦,那么它保留下来到今天的密度就非常低;相反,如果它的反应截面太小,它保留到今天的密度就很高。
计算表明,今天宇宙中暗物质的密度和反应速率大致成反比的关系。
正因为WIMP可以自然的在宇宙早期热产生,其在今天的贡献如同宇宙微波背景一样只是宇宙温度下降的热遗迹,所以WIMP暗物质模型得到广泛的关注。
此外,从粒子物理出发,许多设法理解电弱对称破缺机制的所谓超出标准模型的新物理理论都提丨供了这样的WIMP粒子,比如超对称理论中最轻的超对称粒子(neutralino)。
如果在对撞机上发现了某种新物理所预言的粒子(长寿命、中性),它很可能就是构成暗物质的粒子。
反过来,如果暗物质粒子被探测到,其性质也会限制新物理模型。
因此,从某种意义上来说,在暗物质问题上宇宙学、天文学和粒子物理是相通的。
目前理论物理学家提出了很多暗物质粒子的模型,较为广泛研究的有轴子(axion)、KK粒子、超对称引力子(gravitino)等。
轴子是在解决强相互作用中的电荷-空间(CP)破坏问题时引入的,目前它的质量范围被实验和天文观测限制在10-6~10-3eV之间,它可以通过非热产生并作为冷暗物质存在。
KK粒子是额外维度空间理论所预言的,其中最轻的粒子是稳定的并可以成为暗物质。
超对称引力子指引力子的超对称伴子,由于其和普通物质的相互作用非常弱,也被称为超弱作用重粒子(SuperWIMP),其产生也要通过非热产生。
总之,目前人们对于暗物质的本质仍然很不了解,而在理论上也提出了各种各样的模型。
尽管像超对称粒子、KK粒子、轴子等粒子都有非常明确的物理意义,都是暗物质粒子自然的候选者,但最终暗物质的性质还要取决于实验结果。
三、暗物质粒子的探测方法由于暗物质粒子不与光作用,也不会发光,普通的光学观测无法发现它的踪迹。
为了了解暗物质的本质,目前的探测方法大致可以总结为如下三种:首先是在加速器上将暗物质粒子“创造”出来,并研究其物理特性。
由于暗物质粒子即使被“创造”出来,也不会被探测器发现,只能通过其它可以看见的粒子来推测出是否有这样的粒子产生。
虽然暗物质粒子不能被直接观察到,但它一定会带走“能量”(“创造”暗物质粒子需要能量),因此从丢失的“能量”和分布可以推测暗物质的某些性质。
欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)被认为很有可能“创造”出暗物质粒子。
第二种方法是直接探测法。
该方法是直接探测暗物质粒子和原子核碰撞所产生的信号。
由于发生碰撞的概率很小,产生的信号也很“微弱”。
为了降低本底,通常需要把探测器放置在很深的地下。
暗物质直接探测实验是目前寻找暗物质粒子最重要的探测方式。
目前的实验精度下,我们只可能探测到弱作用重粒子的信号,而更弱的信号,如轴子、超对称引力子是无法用这种方法探测的。
目前我国科学家正在讨论在雅砻江锦屏山下建设一个大型地下暗物质粒子探测器。
如能成功,将是世界上最大埋深的地下实验室。
第三种办法称为暗物质的间接探测法。
间接法是观测暗物质粒子衰变或相互作用后产生的稳定粒子如伽玛射线,正电子,反质子,中微子等。
根据目前的理论模型,暗物质粒子衰变或相互作用后可能会产生稳定的高能粒子,如果我们能够精确测量这些粒子的能谱,可能会发现暗物质粒子留下的蛛丝马迹。
由于暗物质的湮灭率正比于暗物质密度的平方,因此暗物质湮灭主要发生在星系、星系团中心或者星体内部等暗物质密度非常高的地方。
暗物质的间接探测涉及到许多复杂的成分,如需要知道暗物质的分布情况、暗物质间的湮灭截面的大小以及来自非暗物质湮灭过程的背景的大小和性质,因此间接探测涉及到粒子物理、天文、宇宙学等多方面的知识。
由于高能伽玛射线不受宇宙空间磁场等其他因素的影响,可以直线传播,伽玛射线信号可以追溯到暗物质的“源”,所以探测暗物质粒子湮灭产生的伽玛射线是非常重要的探测暗物质粒子的手段。
伽玛射线实验可以分为卫星实验和地面实验两大类,其中卫星实验的优势是本底排除非常干净、阈能低、视场宽、观测有效时间长等,但其劣势则是由于探测器体积所限,其有效面积较小。
地面实验可以分为大气契伦可夫光望远镜和大气簇射探测器,前者的优势在于可有效排除本底、非常大的有效观测面积和高角分辨率,劣势在于其视场窄而且观测时间受限,只能在晴朗无月的晚上观测;大气簇射探测器的优势包括大的有效面积、宽视场、几乎100%的观测时间,劣势则是无法区分本底宇宙线和伽玛射线信号,角分辨率一般,我国西藏羊八井的ASγ和ARGO属于大气簇射探测实验。
除了伽玛射线信号外,目前科学家还通过探测中微子子,正电子和反质子等粒子来探测暗物质粒子湮灭信号。
四、世界最新研究现状2008年,中意合作课题组(DAMA/LIBRA)宣布他们的地下实验发现了某种周期性变化现象,可能与暗物质粒子有关。
但是并没有被其他更灵敏的实验证实。
2008年空间间接法实验也取得了很大的进展。
以中美科学家为主的ATIC探测器发表了宇宙高能电子观测结果。
ATIC发现高能电子流量在300-800GeV能区间与理论模型相比高了将近3倍。
该结果在低能部分被欧洲的PAMELA正电子实验证认。
这些超可以被解释为暗物质粒子湮灭或衰变的产物。
当然,目前的观测结果还不够精确,还不能排除附近天体的贡献。