天体物理学家的研究可能为寻找暗物质提供线索

熊明青

天体物理学家的研究可能为寻找暗物质提供线索。来源：? 2024年美国物理学会

（）据克莱姆森大学（Cindy Landrum）：暗物质是科学界最大的奥秘之一。它不会吸收、反射或发光，所以我们看不到它。但它的存在是由它对星系的引力效应所暗示的。

尽管暗物质约占宇宙的85%，但科学家对其基本性质知之甚少。

理论比比皆是，克莱姆森大学博士后亚历克斯·麦克丹尼尔的研究为暗物质的性质提供了一些迄今为止最严格的约束。他的研究还揭示了一个小信号，如果是真的，可能在未来十年左右的某个时候得到证实。

这项研究发表在《物理评论D》杂志上。

麦克丹尼尔说：“随着数据的收集和未来的新发现，这个小小的提示可能会变成对暗物质模型的非常具体的探测。”。

探测暗物质将是开创性的。

“暗物质是天体物理学中最重要的东西之一，我们对此几乎一无所知。发现它将是一个巨大的突破，”克莱姆森物理与天文系副教授、麦克丹尼尔的顾问Marco Ajello说。“无论谁发现，都可能获得诺贝尔奖。这太大了。”

在这项工作中，麦克丹尼尔和合作者正在矮星系中寻找自湮灭为普通物质和伽马射线的暗物质，伽马射线是一种最高能级的光。矮星系是研究的理想之选，因为它们体积小，富含暗物质，而且大多缺乏其他可能污染研究结果的天体物理现象，如气体、尘埃和超新星。

麦克丹尼尔说：“我们之所以寻找这些，是因为理想情况下，它们会给我们一个干净的信号，或者让我们排除某些粒子理论。”。

一些模型预测暗物质具有一定的质量或横截面，这是由于粒子的相互作用而发生特定事件的概率。这将决定研究人员对伽马射线的预期。他说，如果他们看不到这一点，他们可以排除这些质量和横截面。

克莱姆森大学前博士后、该研究的合著者克里斯·卡文说：“在这篇论文中，我们做了更多的排除，说暗物质不可能有这些质量或横截面。”。Karwin现在是美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的博士后。“但与之前的研究相比，我们确实开始看到一些迹象，可能是来自这些系统的信号。”

麦克丹尼尔的研究使用了更大的样本，其中包括额外发现的矮星系和比以前研究更多的数据。他在研究中包括了大约50个矮星系，但他表示，随着新的、更强大的望远镜在不久的将来上线，他预计这个数字将增加到150到200个。

“新望远镜基本上是矮星系探测器，”他说。“我们预计，通过这些改进，我们有可能实现真正的检测，而不是只有一点点信号提示。”

Ajello补充道，“如果（信号）是真实的，最终就会得到证实。”