J9九游会|欧美眼影和日韩眼影|一个假想粒子的“寻宝游戏”
2025-11-04 12:50:44|j9九游会互聯
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暗能量与暗物质被称为“21世纪初物理学天空的两朵乌云”ღღ，但中国科学院高能物理研究所副研究员高宇和暨南大学理工学院教授杨峤立在接受科技日报记者采访时ღღ，不约而同地指出ღღ，经过多年探索ღღ，物理学家开始意识到ღღ，被称为轴子的假想粒子ღღ，不仅可解释暗物质和强作用的基本对称性问题ღღ，还可解释暗能量甚至正反物质不平衡之谜J9九游会ღღ。
1977年ღღ，物理学家弗朗克维尔切克的一次日常散步ღღ，永远改变了一些科学家探索的脚步欧美眼影和日韩眼影ღღ。
在那次散步中ღღ，他萌生了两个想法ღღ。一是后来被称为希格斯玻色子的理论粒子如何与其他粒子相互作用ღღ；二是设想利用轴子作为强电荷宇称（CP）这一理论物理学问题的解决方案ღღ。
高宇解释说ღღ：“维尔切克所称的‘轴子’ღღ，是基于理论物理学家为解决量子色动力学中的对称性理论所预言的新基本粒子ღღ。‘轴子’的英文名是个文字游戏ღღ：AXI-ON=轴+粒子J9九游会ღღ，维尔切克当时觉得一个同名的洗涤剂商标非常适合描述该粒子的性质ღღ，于是取了这个名字ღღ。”
研究人员指出ღღ，轴子如果存在ღღ，将遵守量子力学的奇怪规则ღღ。这意味着它们既可以是波ღღ，又可以是粒子ღღ。作为粒子ღღ，其质量将非常低J9九游会ღღ，约是电子质量的10-11—10-9倍ღღ。其宏观波长甚至和星系的宽度相当ღღ，长达3000光年ღღ。
科学家引入轴子ღღ，本质上是希望它很弱ღღ，从而表征出极弱的CP破缺ღღ。这导致轴子质量很小ღღ，而且理论上几乎不与其他粒子相互作用ღღ，而这一点反倒让轴子成为了暗物质研究的理想候选者ღღ，因为这些特性恰好与暗物质如出一辙ღღ。
“暗物质之所以是暗的ღღ，就是它们几乎不和光发生相互作用ღღ，既不反射光线ღღ，也不产生光线欧美眼影和日韩眼影ღღ，这和轴子的微弱相互作用的特性刚好契合ღღ。”杨峤立说ღღ。
早期宇宙中充斥着大量能量ღღ。随着宇宙不断冷却ღღ，轴子场开始振荡ღღ，以脉动光和热的形式释放能量ღღ，这些振荡携带的能量密度就像暗物质一样演化ღღ。
杨峤立解释说ღღ：“当轴子的质量非常轻的时候ღღ，宇宙的年龄甚至有可能小于轴子场振动一次需要的时间欧美眼影和日韩眼影ღღ，轴子因此可被看作是一种暗能量ღღ。如此一来ღღ，宇宙越膨胀ღღ，轴子场的能量越大ღღ，就可推动宇宙不断继续膨胀ღღ。”
轴子还有望为宇宙中另外两个谜团提供线索ღღ。首先是哈勃常数危机J9九游会ღღ。科学家把对宇宙微波背景的测量结果与当前的宇宙学标准模型结合在一起得出的哈勃常数ღღ，始终明显低于根据Ia型超新星和其他天体物理学标记所获得的观测结果欧美眼影和日韩眼影ღღ。科学家预测ღღ，如果早期宇宙中存在某些类似轴子的粒子ღღ，它们可改变基于宇宙微波背景的预测ღღ，从而消除哈勃常数危机ღღ。
其次是正反物质不平衡之谜ღღ。宇宙诞生时J9九游会ღღ，应该产生了数量相同的正反物质ღღ，它们彼此相遇后本应立即湮灭J9九游会ღღ，但事实上物质占据了主导地位ღღ。2020年发表于《物理评论快报》上的一篇文章指出ღღ，在宇宙大爆炸之初ღღ，轴子场的运动可产生正反物质不平衡ღღ，使演化至今的宇宙中物质远远多于反物质ღღ，因此万物或起源于轴子场ღღ。
鉴于轴子几乎不与其他粒子相互作用ღღ，且质量极低欧美眼影和日韩眼影ღღ，因此探测轴子极具挑战性ღღ，但一些“猎捕”行动已经开启ღღ。
目前最大的实验是美国华盛顿大学的轴子暗物质实验（ADMX）欧美眼影和日韩眼影ღღ，其目标是利用磁场捕捉衰变为光子的轴子ღღ。从理论上来说ღღ，宇宙中的轴子可以在超导磁铁包围着的微波谐振腔内转化成低能的微波光子ღღ，微波光子经谐振腔放大进而被探测器探测到ღღ。
欧洲核子研究中心的“轴子太阳望远镜”则另辟蹊径ღღ，利用X射线望远镜探测太阳产生的轴子ღღ。太阳中的核反应过程会产生中微子ღღ、高能光子等多种粒子ღღ，也可能产生轴子ღღ，而且产生的轴子动能极高ღღ，其转换产生的光子能量在X射线波段ღღ，可用X射线望远镜观测到ღღ。
此外ღღ，轴子—光子振荡可改变遥远星体的能谱形状欧美眼影和日韩眼影ღღ，在我国的硬X射线米口径球面射电望远镜ღღ、引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星ღღ、高海拔宇宙线观测站等高精度或高能量天文观测中或能捕捉到其“蛛丝马迹”ღღ。
近几年来ღღ，各种新型小实验也层出不穷ღღ，这些实验利用了轴子质量范围很广的特点ღღ。英国谢菲尔德大学名为“隐藏区量子传感”的新实验将于2024年启动ღღ。与其他轴子搜索实验相比ღღ，该实验可在接近绝对零度的温度下运行ღღ，这将使实验基本上处于量子状态ღღ，因此有望比其他实验更灵敏ღღ。
杨峤立说ღღ，日趋成熟的轴子尚有宽广的参数空间有待探索ღღ。美国麻省理工学院和耶鲁大学ღღ、意大利国家核物理研究院ღღ、韩国轴子和精密物理中心等国际一流大学和科研机构都在积极开展相关研究ღღ。
高宇和杨峤立都认为ღღ，以ADMX为代表的共振腔实验技术使国际上出现了暗物质轴子的搜寻热潮J9九游会ღღ。目前国内已具备赶超国际先进水平的实验条件欧美眼影和日韩眼影J9九游会ღღ，诸多探测方案如自旋磁测量和多种共振腔正在积极推动中ღღ，其中一些是国内自主提出的原创性方案ღღ。
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