暗物質(zhì)簡(jiǎn)介探測(cè)項(xiàng)目

2016/11/11 14:57:14

暗物質(zhì)的間接探測(cè)主要是觀測(cè)其兩兩湮滅時(shí)所產(chǎn)生的訊號(hào)。 由于其湮滅所產(chǎn)生的粒子與其暗物質(zhì)的模型有關(guān)，有許多種類的實(shí)驗(yàn)被提出。 假使暗物質(zhì)是馬約拉那粒子，則兩個(gè)暗物質(zhì)對(duì)撞會(huì)湮滅產(chǎn)生伽馬射線或正負(fù)粒子對(duì)。如此可能會(huì)在星系暈生成大量伽馬射線、反質(zhì)子和正電子。然而在完全了解其他來(lái)源的背景噪聲以前，這類的探測(cè)不足以當(dāng)作暗物質(zhì)的決定性證據(jù)。

EGRET伽馬射線望遠(yuǎn)鏡過(guò)去觀測(cè)到了超出預(yù)期量的伽馬射線，但科學(xué)家認(rèn)為這多半是來(lái)自系統(tǒng)中的效應(yīng)。自2008年6月11日開(kāi)始啟動(dòng)的費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡則正在搜尋暗物質(zhì)湮滅產(chǎn)生伽馬射線的事件。在較高能量區(qū)間，地上的MAGIC伽馬射線望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)對(duì)矮橢球星系以及星系團(tuán)中的暗物質(zhì)給予了某些限制。

探測(cè)項(xiàng)目

CDMS

低溫暗物質(zhì)搜尋項(xiàng)目（CDMS），旨在使用探測(cè)器探測(cè)粒子間的互動(dòng)，找到暗物質(zhì)粒子引起的運(yùn)動(dòng)。美國(guó)科學(xué)家在位于加利福尼亞大學(xué)校園的隧道里的實(shí)驗(yàn)室2009年檢測(cè)到了兩種可能來(lái)自于暗物質(zhì)粒子的信號(hào)。但他們同時(shí)表示，這些信號(hào)與暗物質(zhì)粒子的相似度不高。他們?cè)诿髂崽K達(dá)州的Souden煤礦地下約714米處安裝更高級(jí)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，以進(jìn)行二期低溫暗物質(zhì)搜尋項(xiàng)目（CDMSⅡ）。暗物質(zhì)現(xiàn)象會(huì)被進(jìn)入地球的宇宙射線干擾，要減少宇宙射線μ介子粒子的背景信號(hào)影響，唯一的辦法是到地底深處，這樣才有把握確認(rèn)暗物質(zhì)的構(gòu)成。

AMS

AMS
AMSAMS也被稱為反物質(zhì)磁譜儀，配備了超導(dǎo)磁鐵和超高精度探測(cè)器，主要目的是探測(cè)宇宙中的反物質(zhì)和暗物質(zhì)，第一臺(tái)AMS-01在1998年進(jìn)入軌道。科學(xué)家認(rèn)為阿爾法磁譜儀探測(cè)到的數(shù)據(jù)已經(jīng)打開(kāi)了一個(gè)全新世界的大門，這臺(tái)價(jià)值20億美元的儀器將揭開(kāi)宇宙中的暗物質(zhì)之謎，初步估計(jì)幾個(gè)月內(nèi)將公布重大的發(fā)現(xiàn)。宇宙的暗物質(zhì)被認(rèn)為只產(chǎn)生引力效應(yīng)，不參與電磁力作用，我們可見(jiàn)的宇宙物質(zhì)僅為4%，暗物質(zhì)則占了23%，其余的為暗能量。暗物質(zhì)的充斥著整個(gè)宇宙空間，將星系包圍，科學(xué)家已經(jīng)察覺(jué)到暗物質(zhì)的存在，但是從來(lái)沒(méi)直接觀測(cè)到它的存在。

丁肇中團(tuán)隊(duì)使用的阿爾法磁譜儀(AMS)，是安置于太空中的精密粒子探測(cè)裝置，是至2013年以來(lái)靈敏度最高，也是最復(fù)雜、最昂貴的一臺(tái)暗物質(zhì)探測(cè)設(shè)備，代表了當(dāng)今科學(xué)實(shí)驗(yàn)的最高技術(shù)手段，由16個(gè)國(guó)家和地區(qū)的600余名科學(xué)家歷時(shí)近18年完成，耗資21億美元，實(shí)驗(yàn)過(guò)程可能持續(xù)15至20年。

CCDM

由于綜合了CCDM，標(biāo)準(zhǔn)模型在數(shù)學(xué)上是特殊的，盡管其中的一些參數(shù)至今還沒(méi)有被精確的測(cè)定，但是我們依然可以在不同的尺度上檢驗(yàn)這一理論。能觀測(cè)到的最大尺度是CMB（上千個(gè)Mpc）。CMB的觀測(cè)顯示了原初的能量和物質(zhì)分布，同時(shí)觀測(cè)也顯示這一分布幾近均勻而沒(méi)有結(jié)構(gòu)。下一個(gè)尺度是星系的分布，從幾個(gè)Mpc到近1000個(gè)Mpc。在這些尺度上，理論和觀測(cè)符合的很好，這也使得天文學(xué)家有信心將這一模型拓展到所有的尺度上。