暗光子是宇宙粘合剂，暗物质与其他物质相互作用通过暗光子实现

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物理学家们正在寻找一只无形的手，这只手塑造了我们的宇宙和其中的星系，他们的目光已经转向了黑暗面。具体来说，一个研究小组正在每一块宇宙“巨石块”后面寻找所谓的暗光子，这种暗光子可以传递一种以前未知的自然力。

如果宇宙有第五种力量，暗光子可能是它的粘合剂

这些光子将促成所有正常物质和被称为暗物质的不可见物质之间的相互作用。

但是科学家们早就知道大自然被四种已知的力量拉伸、牵引、污损和撕裂，这四种力分别是引力、电磁力、弱作用力和强作用力，那么第五种力怎么能对我们隐藏这么久呢？这四种已知的力量构成了我们日常生活的基石：专制但短程的强大核力量，它将原子核结合在一起；模糊而低语的微弱核力量，它控制着放射性衰变，并与称为中微子的亚原子粒子对话；支配着我们生活的大胆而明亮的电磁力，以及迄今为止最微弱的微妙引力。

利用这四种基本力，物理学家能够描绘出我们的亚原子和宏观世界。没有不涉及这四种力之一的交互。然而，关于我们宇宙中的相互作用，特别是在最大尺度上的相互作用，仍然有很多神秘之处。当我们放大到星系和其他星系的尺度时，会出现一些可疑的现象，我们把这种可疑称为暗物质。

暗物质是简单朴素，还是在它的控制下隐藏了许多以前未知的力量？现在，一个由物理学家组成的国际小组在网上的预印本杂志arxiv上描述了他们的工作，他们利用世界上最大的原子加速器大型强子对撞机的数据转储来寻找这样的力量。到目前为止，他们的研究都是空白的，这意味着我们已知的物理定律仍然有效。但我们仍然无法解释暗物质。

迷失于黑暗

暗物质是一种假设的物质形式，占宇宙总质量的27%左右，有点难以置信。我们不知道是什么导致了这些额外的无形物质，但我们知道它的存在，我们最大的线索是引力。通过研究星系中的恒星和星系团中的星系的运动，以及宇宙中最大的结构的演化，天文学家得出一致结论：暗物质无处不在。

暗物质的更好名称可能是“看不见的物质”。虽然我们可以从引力的影响中推断出它（因为没有什么东西能逃过爱因斯坦的法眼），但暗物质根本不与光相互作用。我们之所以知道这一点，是因为如果暗物质确实与光发生了相互作用（或者至少，如果暗物质与光发生了熟悉物质那样的相互作用），那么我们现在已经看到了这种神秘的物质。但据我们所知，暗物质不吸收光、反射光、折射光、散射光或发射光。对于暗物质来说，光是不受欢迎的东西；光可能甚至不存在于暗物质世界。

所以很有可能大量的暗物质粒子现在正流过你的身体。这股无止境的组合质量流，可以通过引力相互作用来塑造星系的命运，但它通过正常物质时甚至没有打招呼。我知道，很粗鲁，但这对你来说那就是暗物质。

带来光明

因为我们不知道暗物质是由什么构成的，所以我们可以自由地编造各种各样的场景。最简单的暗物质图片表明它是大而基本的。是的，它构成了宇宙质量的大多数，但它只由一个单一的、高产的粒子组成，它仅有质量。这意味着暗物质可以通过引力使自己被了解，但不可能通过任何其他力相互作用。我们永远不会，永远不会看到暗物质做任何其他事情。

幻想的场景更有趣。

当理论家感到无聊时，他们会想出暗物质可能是什么的想法，更重要的是，我们如何探测到它。另一个有趣的暗物质理论认为，物质可以偶尔通过微弱的核力量与正常物质对话。这个想法激发了当今世界各地的暗物质实验和探测器。

但是，这一假设仍然只有四种自然力。如果暗物质是一种以前看不见的粒子，那么建议（因为我们不知道我们是否正确）用一种以前未知的自然力包装它是完全合理的，或者可能是一对“夫妇”，谁知道呢？这种潜在的力量可能只让暗物质与暗物质对话，或者它可能把暗物质与暗能量（我们也不理解）交织在一起，或者它可能在我们宇宙的正常和黑暗部分之间开辟一个新的沟通渠道。

暗光子的崛起

一个被提议的光与暗领域之间的通讯入口是一种被称为暗光子的东西，类似于电磁力中熟悉的光子。我们无法直接看到、品尝或闻到暗光子，但它们可能会与我们的世界混合。在这种情况下，暗物质发出暗光子，这是相对较大的粒子。这意味着它们只在很短的距离范围内产生效果，这与它们对应物完全不同。但偶尔，暗光子会与规则光子相互作用，改变其能量和轨迹。

这将是一个非常罕见的事件；否则，我们早就注意到电磁学发生了一些奇怪的事情。

因此，即使有暗光子，我们也无法直接看到暗物质，但我们可以通过检查电磁相互作用的球体来嗅出暗光子的存在。在这些小光子中，一个暗光子可以通过与普通光子相互作用来"窃取"普通光子的能量。

但正如我所说，我们需要大量的互动。碰巧我们已经建造了巨大的科学机器来精确地生产这些东西，所以我们很幸运。

欧洲核子研究中心第二大粒子加速器超级质子同步加速器

在ARXIV的论文中，物理学家在研究了欧洲核子研究中心第二大粒子加速器超级质子同步加速器三年的数据后，报告了他们的结果。在这项实验中，科学家们将质子撞击到相当于一堵砖墙大小的亚原子表面，并观察了之后的所有碎片。

在残骸中，研究人员发现了电子——很多电子。在三年的时间里，科学家们计算出超过200亿个电子，能量超过100亿电子伏。因为电子是带电荷的粒子，并且喜欢相互作用，所以这个实验中的高能电子也产生了很多光子。如果暗光子存在，那么它们有时会与其中一个普通光子相互作用并从中窃取能量，这种现象在实验中会表现为缺少光。

对暗光子的这种搜索也徒劳无功，所有的正常光子都存在并被解释，但这并不完全排除暗光子的存在。相反，它限制了这些粒子的允许特性。如果它们确实存在，它们将是低能量的（根据实验结果，小于一个gev），并且很少与常规光子相互作用。

然而，对暗光子的研究仍在继续，未来的实验将进一步深入到这个亚原子世界的“生物”身上。


原文地址：今日头条

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