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意大利一项实验可能探测到源自太阳的暗能量

来源:IT之家 发表时间:2021-09-19 11:59 阅读量:15933  

目前,英国剑桥大学的研究人员在《物理评论 D》杂志上发表了一篇文章,称意大利XENON1T实验中的一些无法解释的结果可能是由暗能量引起的,而不是实验旨在探测的暗物质。

他们建立了一个物理模型来帮助解释这些结果,并证实这些结果可能源于太阳强磁场中产生的暗能量粒子,尽管需要未来的实验来证实这一解释研究人员表示,他们的研究可能是直接探测暗能量的重要一步

我们在天空和日常生活中肉眼能看到的一切,从小卫星到巨大的星系,从蚂蚁到蓝鲸,只占宇宙物质的5%,而其他物质都是黑暗的大约27%是暗物质——把星系和宇宙网络连接在一起的无形力量,而68%是暗能量,导致宇宙加速膨胀

为了探测暗能量,科学家通常会寻找引力——的相互作用暗能量的引力效应在最大尺度上是排斥的,它将物体相互拉离,加速了宇宙的膨胀

大约一年前,XENON1T的实验报告发现了一个意想不到的信号,或者说超出了预期的背景这项研究的合著者,意大利弗拉斯卡蒂国家实验室研究员卢卡西内利博士说,这种过剩现象通常是偶然的,但偶尔也会导致根本性的发现我们探索了一个模型,其中信号可以归因于暗能量,而不是实验中最初设计用于探测的暗物质

当时,科学家对实验结果最流行的解释是,太阳产生了轴子——,这是一种假设的极轻粒子可是,这种解释经不起观察和验证,因为解释XENON1T信号所需的轴子数量会完全改变质量大于太阳的恒星的演化,这与我们观察到的现象相冲突

我们还远没有完全理解什么是暗能量,但是大多数暗能量的物理模型都可以指向所谓的第五种力量宇宙中有四种基本力,都无法解释这种神秘现象科学家有时称这种神秘现象为第五种力量作用的结果

可是,我们知道爱因斯坦的引力理论在局部宇宙中非常有效因此,任何与暗能量有关的第五种力都是不必要的,必须在小尺度上隐藏或屏蔽,并且只能在爱因斯坦引力理论无法解释宇宙加速度的大尺度上运行为了隐藏第五力,很多暗能量车型都配备了所谓的屏蔽机制,动态隐藏第五力

Visinelli和研究报告的合著者构建了一个物理模型,该模型利用一种叫做变色龙筛选的机制来呈现太阳强磁场产生的暗能量粒子,可以解释XENON1T实验中无法解释的现象。

他说:我们用变色龙屏蔽机制屏蔽了超致密天体产生的暗能量粒子,排除了太阳轴子的可能性我们可以把密度非常低的局部宇宙和密度非常低的最大宇宙分开

利用这个实验模型,研究人员证实,如果在太阳特定区域的——棘层产生暗能量,探测器可以发现那里的磁场特别强Visinelli说:令人惊讶的是,这种过剩现象可能是由暗能量而不是暗物质引起的,当一切都像这样结合在一起时,它真的很特别

同时,研究和计算表明,像旨在探测暗物质的XENON1T这样的实验也可以用来探测暗能量,但这个结论还需要更多的实验来验证Visinelli说:首先,我们需要知道这不是偶然的如果XENON1T实验真的观察到了一些东西,你会期望在未来的实验中再次看到类似的过度行为,但这将是一个更强的信号

如果我们观察到的过度现象是由暗能量引起的,那么XENON1T实验将会进一步升级完善,而达到类似研究目标的实验,比如:LUX—Zeplin和PandaX—xT实验,很有可能在未来十年我们会直接探测到暗能量。

责任编辑:张璠

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