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盘点有望改变物理学的七大实验:激光干涉引力波探测

2013-05-17 09:16
冷血の爱
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  欧洲航天局的激光干涉探测器新引力波天文台(NGO,原名“激光干涉空间天线”,LISA)目前正处于开发研究阶段,其先行测试计划LISA Pathfinder(LISA探路者)将于2014年底之前正式发射升空。

  “探路者”计划也能确认广义相对论中与重力有关的一切描述是否属实。另外,该设备在穿过“鞍点”(地球和太阳的重力在“鞍点”相互抵消)时会厘清,当重力加速度极小时,爱因斯坦的理论是否仍然站得住脚。如果确实如此,这些引力空隙将是诸如修正牛顿引力理论(MOND,以色列科学家莫德采·米尔格若姆于1981年提出了该理论,来解决暗能量与星系自转问题)等其他目前比较流行的理论的“葬身之地”。

  搜寻暗物质的“芳踪”

  今年是首次假定暗物质存在80周年。如今,80年过去了,我们依然没有揭开这种难以捉摸的物质的“神秘面纱”。

  理论指出,星系和星系团都包裹在暗物质粒子所构成的巨大物质云(晕)之中,这种物质被称为“弱相互作用大质量粒子(WIMP)”。科学家们耗费巨资,使用最尖端的设备并设计出了很多极端精确的实验,希望从茫茫宇宙中将这些狡猾的家伙揪出来。DAMA/LIBRA(碘化钠晶体暗物质搜索实验) 、CoGeNT和CRESST(超导温度计探测低温稀有事件)三大实验是其中的佼佼者,据报道,这些实验似乎已经发现了某些疑似暗物质的物质。

  另外,据英国《每日电讯报》网站2012年7月8日报道,欧洲核子研究中心(CERN)表示,他们的大型强子对撞机(LHC)已经发现了疑似希格斯玻色子的粒子,下一步将着手搜寻暗物质,为了完成这一目标,他们将耗资12亿欧元对LHC进行升级。

  实际上,此前,DAMA实验宣称,他们已经探测到了这些暗物质粒子。DAMA实验位于意大利中部地底下的格兰萨索国家实验室,科学家们以总重约两百五十公斤的二十五个超纯碘化钠晶体进行实验。13年来,DAMA观测到的信号呈现季节性变化,夏天出现的多于冬天。DAMA团队认为,这种年度变化是由于地球围绕银河系中心和太阳的轨道运动所致。在北半球的夏季,围绕太阳的公转运动会使地球高速冲入看不见的银河系暗物质的云中,增加WIMP击中探测器的几率。

  最近,另外两个合作项目CoGeNT和CRESST的观测结果似乎也支持DAMA的说法,但是其他实验并未检测到类似DAMA实验的WIMP应有的信号。目前,关于DAMA、CoGeNT以及CRESST究竟是的确观测到了暗物质粒子,还是仅仅被一些鲜为人知的背景干扰以致形成了期待中的信号的假象,科学界尚未达成一致意见。

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