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  • 大型强子对撞机发现:反氘核反物质,或将能发现“暗物质”信号

    基于在大型强子对撞机上迄今提供最高碰撞能量下收集的数据,Alice的合作研究提出了关于反氘产生率的新结果。反氘核由一个反质子和一个反中子组成。新的测量很重要,因为宇宙中有反氘的存在,是暗物质候选者一个有希望的间接信号,这一结果标志着在寻找暗物质方面向前迈进了一步。天体物理和宇宙学研究结果表明,暗物质是宇宙中物质的主要形式,约占所有物质的85%。

    大型强子对撞机发现:反氘核反物质,或将能发现“暗物质”信号

    暗物质的性质仍然是一个巨大谜团,破解暗物质的秘密,将能为物理学打开一扇新的大门。在太空中探测反氘可能是暗物质的间接信号,因为它们可能是在中微子或中微子湮灭或衰变期间产生的,这些中微子是假设的暗物质粒子。在宇宙中寻找反氘的各种实验,包括国际空间站上的AMS探测器。然而,在通过探测到这些原子核来推断暗物质的存在之前:

    大型强子对撞机发现:反氘核反物质,或将能发现“暗物质”信号

    科学家们必须同时考虑到它们由其他来源产生的速率(即宇宙射线与星际介质中的原子核之间的碰撞),以及它们在旅途中遇到物质而导致的湮灭速率。为了确定探测到的反氘核与暗物质存在关系,必须很好地理解产生率和湮灭率。通过在大型强子对撞机中碰撞质子,Alice科学家通过宇宙线碰撞模拟了反氘核的产生,因此可以测量与这一现象相关的产生率。

    大型强子对撞机发现:反氘核反物质,或将能发现“暗物质”信号

    这些测量结果为模拟太空中的反氘生产过程提供了基本依据。通过将探测到的反氘的数量与其对应物质(不会在探测器中湮灭的氘)进行比较,研究人员第一次能够确定低能反氘的湮灭概率。这些测量将有助于未来在地球附近进行反氘研究,并帮助物理学家确定它们是暗物质粒子存在的信号,还是相反,它们是已知现象的表现。在未来,Alice团队这些类型的研究可能会扩展到更重的反物质核。

    大型强子对撞机发现:反氘核反物质,或将能发现“暗物质”信号

    大型强子对撞机和Alice实验代表了一个研究反物质核的独特设施,这项研究将继续为解读未来天体物理暗物质搜索提供至关重要的参考。

    博科园|研究/来自:欧洲核子研究组织

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