《科学》：代表暗物质相互作用的“暗光子”可能并不存在

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本文作者：今日头条

据4月13日的《科学》杂志报道，科学家们进行了一种超精密测量，来检测粒子物理学家们提出的标准模型（Standard Model）。在对精细结构常数（fine structure constant）进行测量后，科学家们发现，在探索暗物质时被预言的神秘粒子“暗光子（dark photon）”，可能并不存在。

暗物质与暗光子

科学家们在观测宇宙时，发现几乎所有天体的运转速度都要比万有引力定律所估计的更快，这意味着宇宙中的大部分质量都是“不可见”的，也就是所谓的暗物质。许多年来，暗物质是一直困扰着科学家们重要难题，因为种种迹象都表明了它们存在的可能，但是却一直没有直接的实验证据真正捕获到它。

通常，两个质子在相互靠近时，可以释放出光子——电磁力的载体——并彼此交换吸收产生作用力。与此类似，科学家们根据一些天文现象推测，暗物质之间同样可能存在这种力的作用，而且，这种力的作用并不会影响到普通物质。于是他们预言，暗物质之间，可能存在一种由交换“暗光子”形成的力。

因此，作为普通光子的孪生兄弟，暗光子的存在与否就成了寻找暗物质的重要线索之一。

但是，近期的一项研究中，科学家尝试直接精确测量了标准模型中的精细结构常数，这一实验的结果表明，暗光子有可能不存在。

对精细结构常数的直接测量

粒子物理学家使用标准模型来描述亚原子粒子之间的物理作用，并以此来推导精细结构常数的值。精细结构常数是一个重要的无量纲常数，表示电子在第一波尔轨道上的运动速度与真空中光速的比值。要测得这个值，必须知道电子磁矩。以前，科学家们只能通过间接方法推算这个数值，但新的研究中采用了更为直接的方法。

实验中，研究人员将铯原子准确的向一个方向发射，然后用激光击中它们，使其进入量子叠加态，成为两个相互干涉的原子流。再将其重新汇合时，原子正好会以合适的方式相互干涉，让科学家们可以计算出原子在被激光击中时的速度，这个速度揭示出原子从激光中受到了多大的力，从而可以精确的计算出电子与光子的耦合强度，进而得出精确的精细耦合常数。

这与暗光子有什么关系？

本次实验与暗光子的关系在于：由于本次测量的手段非常直接，所以，如果暗光子存在，那么就一定会与普通光子混合在一起参与实验。但是暗光子不会与普通物质发生作用，因而，它们的存在就意味着这种测量方式得到的结果应该与标准模型中的预测值不同，文章的通讯作者，加州大学伯克利分校的物理学家霍尔格·穆勒（Holger Müller）说道。

这项研究中测得的精细结构常数值确实与标准模型所预测的值有偏差，但是很遗憾，这种偏差与“暗光子存在的情况恰好相反”，穆勒说。也就是说，出现偏差的方向与暗光子所应产生的效果正好相反，“这就好比有人偷了你的钱，但你打开钱包时，发现钱比被偷前还多”，穆勒说道。

精细结构常数的测量值，决定了电子和光子之间相互作用的强度。现有结果意味着，在很大的一个质量与耦合强度的范围内，暗光子都不可能存在。或者，如果暗光子确实存在，那它就要比先前预计的重的多。

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sxyeslsa

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天使下凡

叫物体不能叫物质，物体有气态物体，固态物体，液态物体，气固液三态合一物体。没有明暗物体的讲法。