
銀河系中超輕暗物質(zhì)存在的新限制。鳴謝:uux.cn/David Champion/MPIfR。系中限制
(神秘的超輕武漢外圍女(武漢外圍外圍上門(mén)外圍女)電話(huà)微信180-4582-8235全天24小時(shí)為你提供高端外圍外圍上門(mén)外圍女地球uux.cn)據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)(英格麗德·法德利):暗物質(zhì)由不反射、不發(fā)射也不吸收光的暗物粒子組成,據(jù)預(yù)測(cè)構(gòu)成了宇宙中的質(zhì)存大部分物質(zhì)。然而,銀河它缺乏與光的系中限制相互作用,妨礙了用傳統(tǒng)的超輕實(shí)驗(yàn)方法直接檢測(cè)它。
幾十年來(lái),暗物物理學(xué)家一直在試圖設(shè)計(jì)替代方法來(lái)檢測(cè)和研究暗物質(zhì),質(zhì)存但關(guān)于它的銀河性質(zhì)和它在我們銀河系中的存在的許多問(wèn)題仍然沒(méi)有答案。脈沖星計(jì)時(shí)陣列(PTA)實(shí)驗(yàn)一直試圖通過(guò)檢查銀河毫秒無(wú)線(xiàn)電脈沖星(即定期發(fā)射毫秒長(zhǎng)無(wú)線(xiàn)電波脈沖的系中限制天體)的計(jì)時(shí)來(lái)探測(cè)所謂的超輕暗物質(zhì)粒子的存在。
歐洲脈沖星計(jì)時(shí)陣列(European Pulsar Timing Array)是超輕一個(gè)由不同研究所的研究人員組成的跨國(guó)團(tuán)隊(duì),他們使用6架遍布?xì)W洲的暗物射電望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀(guān)察特定的脈沖星,最近分析了他們收集的質(zhì)存武漢外圍女(武漢外圍外圍上門(mén)外圍女)電話(huà)微信180-4582-8235全天24小時(shí)為你提供高端外圍外圍上門(mén)外圍女第二波數(shù)據(jù)。他們的論文發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上,對(duì)銀河系中超輕暗物質(zhì)的存在提出了更嚴(yán)格的限制。
“這篇論文基本上是我第一個(gè)博士項(xiàng)目的結(jié)果,”論文的合著者Clemente Smarra告訴Phys.org。“當(dāng)我問(wèn)我的導(dǎo)師我是否可以從粒子物理學(xué)的角度進(jìn)行引力波科學(xué)的研究時(shí),我產(chǎn)生了這個(gè)想法。該項(xiàng)目的主要目的是限制我們銀河系中所謂的超輕暗物質(zhì)的存在?!?br>超輕暗物質(zhì)是一種假設(shè)的暗物質(zhì)候選者,由非常輕的粒子組成,可能會(huì)解決天體物理學(xué)領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的秘密。斯馬拉和他的同事最近的研究旨在通過(guò)歐洲脈沖星計(jì)時(shí)陣列收集的數(shù)據(jù),探索我們銀河系中可能存在這種類(lèi)型的暗物質(zhì)。
“我們受到了該領(lǐng)域先前努力的啟發(fā),尤其是受到了Porayko及其合作者的啟發(fā),”Smarra說(shuō)?!坝捎谖覀兊臄?shù)據(jù)集持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)、精度更高,我們能夠?qū)︺y河系中超輕暗物質(zhì)的存在進(jìn)行更嚴(yán)格的限制,”
歐洲脈沖星計(jì)時(shí)陣列最近的論文做出了與過(guò)去其他研究不同的假設(shè)。它沒(méi)有探索暗物質(zhì)和普通物質(zhì)之間的相互作用,而是假設(shè)這些相互作用只通過(guò)引力效應(yīng)發(fā)生。
“我們假設(shè)暗物質(zhì)只通過(guò)引力相互作用與普通物質(zhì)相互作用,”斯馬拉解釋道?!斑@是一個(gè)相當(dāng)有力的主張:事實(shí)上,我們知道的關(guān)于暗物質(zhì)的唯一確定的事情是它與引力相互作用。簡(jiǎn)而言之,暗物質(zhì)產(chǎn)生了勢(shì)阱,脈沖星無(wú)線(xiàn)電波束在其中傳播。但是這些井的深度在時(shí)間上是周期性的,因此從脈沖星到地球的無(wú)線(xiàn)電波的傳播時(shí)間也以獨(dú)特的周期性變化。”
通過(guò)在歐洲脈沖星計(jì)時(shí)陣列發(fā)布的第二波數(shù)據(jù)中尋找這種特殊效應(yīng),Smarra和他的同事們能夠?yàn)槊}沖星周?chē)p暗物質(zhì)的存在設(shè)定新的約束。歐洲脈沖星計(jì)時(shí)陣列已經(jīng)收集了近25年的數(shù)據(jù),使用了位于歐洲不同地方的6臺(tái)復(fù)雜的射電望遠(yuǎn)鏡。
“根據(jù)我們的分析,我們可以排除特定質(zhì)量范圍內(nèi)的超輕粒子可以構(gòu)成全部暗物質(zhì),”斯馬拉說(shuō)。“因此,如果它們?cè)谀抢?,我們?nèi)匀恍枰渌麞|西來(lái)解釋我們所看到的。這個(gè)結(jié)果相當(dāng)可靠,因?yàn)槲覀儗?zhuān)注于暗物質(zhì)的引力相互作用,這是我們唯一確定的事情?!?br>歐洲脈沖星計(jì)時(shí)陣列最近的工作表明,質(zhì)量為10-24.0 ev≲m≲10−23.3電子伏的超輕粒子不能構(gòu)成100%的測(cè)量局部暗物質(zhì)密度,其局部密度至多為ρ≲0.3電子伏/厘米3。這些新的限制可以指導(dǎo)該領(lǐng)域的進(jìn)一步研究,有可能為未來(lái)尋找這種難以捉摸的暗物質(zhì)候選物提供信息。
“我目前正計(jì)劃探索脈沖星是否有能夠告訴我們更多關(guān)于暗物質(zhì)的信號(hào),”斯馬拉補(bǔ)充道。“而且,我對(duì)PTA理科普遍感興趣;因此,我還想研究超大質(zhì)量黑洞雙星系統(tǒng)的天體物理模型,這被認(rèn)為是我們最近觀(guān)察到的隨機(jī)引力波背景的一個(gè)令人信服的解釋?!?/ul>