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卡迪夫大学引力探索研究所科学家使用激光干涉仪寻找新的暗物质

卡迪夫大学引力探索研究所科学家使用激光干涉仪寻找新的暗物质

卡迪夫大学引力探索研究所科学家使用激光干涉仪寻找新的暗物质

卡迪夫大学引力探索研究所科学家使用激光干涉仪寻找新的暗物质

据cnBeta:本世纪最大的科学突破之一-引力波的探测背后的技术现在正被用于长期以来对暗物质的搜索。暗物质被认为约占宇宙中所有物质的85%,但它从未被直接观测到,仍然是现代物理学中最大的未解之谜之一。

在最近发表在《自然》杂志上的一项研究中,由卡迪夫大学引力探索研究所的科学家领导的团队已经向这一目标迈出了第一步,他们使用被称为激光干涉仪的仪器,第一次寻找一种新的暗物质。

直到最近,人们普遍认为暗物质是由重型基本粒子组成的。尽管做出了许多努力,但这些都没有被发现,科学家们现在正转向其他理论来解释暗物质。

最近的一个理论说,暗物质实际上是一种叫做标量场的形态,它表现为在星系周围弹跳的无形波,包括我们自己的银河系。

"我们意识到我们的仪器可以用来寻找这种新的暗物质,尽管它们最初是为探测引力波而设计的,"卡迪夫大学引力探索研究所的Hartmut Grote教授说,他是这项调查的发起人。

在激光干涉仪中,两束光在镜子之间反弹,然后在一个探测器上相遇。由此,科学家们可以非常准确地测量光束之间的不同步程度,这本身就是光束遇到的任何干扰的代表。

激光干涉仪引力波天文台(LIGO)由位于美国的两个干涉仪组成,每个干涉仪都有两个4公里长的臂,呈"L"形排列,在2015年首次用于探测引力波,此后也多次用于探测。

位于德国的英国/德国GEO600探测器是另一个高度敏感的干涉仪,格罗特在2009年至2017年期间担任首席科学家,它被用来开发探测引力波所需的大部分技术。在这项研究中,GE0600探测器首次被用来专门搜索暗物质。

来自卡迪夫大学重力探测研究所的首席调查员桑德·维尔穆伦说:"标量场暗物质波将直接穿过地球和我们的仪器,但当它们这样做时,将导致诸如镜子等物体轻微振动"。

"镜子的振动将干扰像GEO600或LIGO探测器这样的仪器中的光束,其特点是暗物质,这是我们应该能够检测到的东西,这取决于该暗物质的确切属性。"

尽管暗物质从未被直接探测到,但科学家们认为它是存在的,因为它对整个宇宙的物体有引力作用。例如,大量看不见的物质可能会解释为什么星系会像它们那样旋转,以及它们如何能够在一开始就形成。

尽管该团队在这项新的研究中没有成功地进行任何形式的探测,但他们说他们在将这项技术引入暗物质搜索方面取得了重要的初步进展,并且在缩小未来研究的某些参数方面已经取得进展。

机器头条新闻 news.ji-qi.com)综合整理。

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