軸子(axion)被認(rèn)為是暗物質(zhì)粒子的有力候選者，盡管其目前“芳蹤杳然”，但物理學(xué)家正不斷縮小其質(zhì)量范圍。美國(guó)《科學(xué)新聞》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，據(jù)美國(guó)科學(xué)家一項(xiàng)最新研究，沒有跡象表明，軸子的質(zhì)量介于2.81—3.31μeV(1μeV=百萬分之一電子伏特)之間。
暨南大學(xué)理工學(xué)院教授楊嶠立對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者表示：“最新研究是探索軸子質(zhì)量漫漫長(zhǎng)路的第一步，也意味著科學(xué)家越來越接近暗物質(zhì)的真諦。”
據(jù)楊嶠立介紹，1977年，科學(xué)家提出軸子這一假想粒子來解決強(qiáng)核力如何影響物質(zhì)反物質(zhì)和宇稱而引發(fā)的一個(gè)悖論。后來的研究發(fā)現(xiàn)，如果軸子存在，可以構(gòu)成暗物質(zhì)。暗物質(zhì)是遍布宇宙的神秘質(zhì)量，天文觀測(cè)和科學(xué)計(jì)算表明，宇宙中普通物質(zhì)占約4.9%，暗物質(zhì)占約26.8%，暗能量占約68.3%。
楊嶠立指出：“暗物質(zhì)是物理學(xué)和宇宙學(xué)共同的未解之謎，其發(fā)現(xiàn)將是諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別的研究。”
此前，大多數(shù)暗物質(zhì)搜尋實(shí)驗(yàn)都聚焦名為“弱相互作用重粒子”(WIMP)的假想粒子，但一無所獲，因此有不少科學(xué)家將希望寄托于軸子身上。
科學(xué)家預(yù)計(jì)，軸子“體重”極輕——質(zhì)量介于百萬分之一到千分之一電子伏特之間，但美國(guó)華盛頓大學(xué)“軸子暗物質(zhì)試驗(yàn)”(ADMX)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在《物理評(píng)論快報(bào)》雜志撰文指出，沒有跡象表明，軸子質(zhì)量介于2.81—3.31μeV之間(即電子質(zhì)量的萬億分之5.5至萬億分之6.5之間)。
與此同時(shí)，另一組物理學(xué)家也在《物理評(píng)論快報(bào)》撰文稱，他們正在搜尋質(zhì)量約為6.7μeV的軸子，此研究是CAPP-8TB實(shí)驗(yàn)的一部分，同樣沒有發(fā)現(xiàn)軸子的“蛛絲馬跡”。
這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)一致：尋找軸子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)化為光子產(chǎn)生的信號(hào)，研究人員讓探測(cè)器搜索特定頻率的光——不同頻率的光對(duì)應(yīng)不同質(zhì)量的軸子，以發(fā)現(xiàn)不同質(zhì)量的軸子。楊嶠立解釋說：“如果能夠確定軸子的質(zhì)量，在探測(cè)器里找到了相應(yīng)頻率的光子，科學(xué)家就可以聲明發(fā)現(xiàn)了軸子。”(記者 劉霞)
關(guān)鍵詞： 軸子
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