基于在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上迄今提供最高碰撞能量下收集的數(shù)據(jù)，Alice的合作研究提出了關(guān)于反氘產(chǎn)生率的新結(jié)果。反氘核由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)反中子組成。

新的測量很重要，因?yàn)橛钪嬷杏蟹措拇嬖?，是暗物質(zhì)候選者一個(gè)有希望的間接信號(hào)，這一結(jié)果標(biāo)志著在尋找暗物質(zhì)方面向前邁進(jìn)了一步。天體物理和宇宙學(xué)研究結(jié)果表明，暗物質(zhì)是宇宙中物質(zhì)的主要形式，約占所有物質(zhì)的85%。

暗物質(zhì)的性質(zhì)仍然是一個(gè)巨大謎團(tuán)，破解暗物質(zhì)的秘密，將能為物理學(xué)打開一扇新的大門。在太空中探測反氘可能是暗物質(zhì)的間接信號(hào)，因?yàn)樗鼈兛赡苁窃谥形⒆踊蛑形⒆愉螠缁蛩プ兤陂g產(chǎn)生的，這些中微子是假設(shè)的暗物質(zhì)粒子。在宇宙中尋找反氘的各種實(shí)驗(yàn)，包括國際空間站上的AMS探測器。然而，在通過探測到這些原子核來推斷暗物質(zhì)的存在之前：

科學(xué)家們必須同時(shí)考慮到它們由其他來源產(chǎn)生的速率(即宇宙射線與星際介質(zhì)中的原子核之間的碰撞)，以及它們?cè)诼猛局杏龅轿镔|(zhì)而導(dǎo)致的湮滅速率。為了確定探測到的反氘核與暗物質(zhì)存在關(guān)系，必須很好地理解產(chǎn)生率和湮滅率。通過在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中碰撞質(zhì)子，Alice科學(xué)家通過宇宙線碰撞模擬了反氘核的產(chǎn)生，因此可以測量與這一現(xiàn)象相關(guān)的產(chǎn)生率。

這些測量結(jié)果為模擬太空中的反氘生產(chǎn)過程提供了基本依據(jù)。通過將探測到的反氘的數(shù)量與其對(duì)應(yīng)物質(zhì)(不會(huì)在探測器中湮滅的氘)進(jìn)行比較，研究人員第一次能夠確定低能反氘的湮滅概率。這些測量將有助于未來在地球附近進(jìn)行反氘研究，并幫助物理學(xué)家確定它們是暗物質(zhì)粒子存在的信號(hào)，還是相反，它們是已知現(xiàn)象的表現(xiàn)。在未來，Alice團(tuán)隊(duì)這些類型的研究可能會(huì)擴(kuò)展到更重的反物質(zhì)核。

大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)和Alice實(shí)驗(yàn)代表了一個(gè)研究反物質(zhì)核的獨(dú)特設(shè)施，這項(xiàng)研究將繼續(xù)為解讀未來天體物理暗物質(zhì)搜索提供至關(guān)重要的參考。

博科園｜研究/來自：歐洲核子研究組織

博科園｜科學(xué)、科技、科研、科普

關(guān)注【博科園】看更多大美宇宙科學(xué)