暗物质粒子尺寸比研究人员预期的尺寸还要小

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研究人员使用XENON1T暗物质探测器来确定暗物质粒子有效尺寸的范围。

在寻求理解暗物质方面，科学家们现在已经确定暗物质粒子的有效尺寸-它们与普通物质的相互作用有多强-必须比我们想象的要小。

使用XENON1T暗物质探测器，研究人员已经产生了实验结果，为暗物质颗粒的有效尺寸建立了迄今为止最严格的限制。这种探测器是同类中最灵敏的仪器，它能够将暗物质尺寸参数限制在4.1×10-47平方厘米，即1平方厘米的千万亿亿亿亿亿分之一。此外，由于两个背景事件 - 如氡污染，探测器环境中产生的中子或伽玛射线污染 - 预计会在探测器中发生，但实际没有发生，这表明暗物质颗粒比预期的要小，纽约伦斯勒理工学院XENON合作与物理学家的成员Ethan Brown说。

这是因为，他解释说，因为他们无法区分暗物质信号和背景信号，“如果我们看到暗物质信号，我们可以测量它的大小，但因为我们看不到它，我们只能说它比现有“预想”的暗物质尺寸还要小。布朗说，他举了一个例子，如果有两个信号被检测到，它们将归因于预测的两个背景事件，但因为没有发现任何事件，背景或暗物质，暗物质“粒子”必须比他们预期的要小。

这些实验结果于周一（5月28日）在意大利Gran Sasso地下实验室（LNGS）的研讨会上介绍。探测器使用液体氙，当暗物质粒子与氙原子核碰撞时，如果科学家的模型是正确的，碰撞应该产生一个小闪光 - 这是一个罕见的“观察”暗物质的机会。

研究人员推论暗物质的含量是常规物质的五倍，但我们仍然对这种隐秘物质了解甚少。然而，许多科学家怀疑暗物质是由称为“弱相互作用的大质量粒子”或“WIMPs”的物体构成的- 当遇到普通物质时它们的反应极小（如当WIMP通过密集的氙气时闪烁的微弱光） 。虽然WIMPs的存在尚未得到证实，但目前它是对难以捉摸，无形的材料的主要描述。

暗物质似乎以网状形式散布在宇宙中，在纤维相交的节点处形成星系团。

“我们现在对所谓的'WIMP核子横截面'有最严格的限制，它是衡量暗物质的有效尺寸，或者它与正常物质相互作用的强度的量度。”布朗在一份声明中说。“有了这些结果，我们现在已经测试了很多新的暗物质理论模型，并对这些模型进行了最严格的约束。”

这些实验结果是279天数据的高潮，来自Rensselaer的项目负责人Elena Aprile在声明中补充道。根据这项声明，研究人员将继续这项实验，旨在减少系统中的氡污染等背景事件。这样，系统将能够从这些神秘的“粒子”中发现更小，更为罕见的相互作用。

  
本文选自：今日头条
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