新设想:暗物质粒子或为暗磁单极子

  新设想:暗物质粒子或为暗磁单极子

  科技日报北京6月13日电 (采访人员刘霞)据物理学家组织网近日报道 , 美国物理学家提出了一种新的暗物质候选者——暗磁单极子 。 而且他们认为 , 随着相关技术的不断成熟 , 可以通过探测电子通过时相位的变化探测到暗磁单极子的存在 。

  暗物质据信占宇宙的四分之一以上 , 其余大部分是更神秘的暗能量 。 我们无法直接看到暗物质 , 但暗物质的引力决定了遥远星系和其他天体的形状 。

  中国科学院高能物理研究所副研究员郭万磊13日接受科技日报采访人员采访是介绍说 , 暗物质通常认为是由一些尚待发现的粒子组成 , 其中最受青睐的候选者是弱相互作用有质量粒子(WIMP) 。 但经科学家多年努力追寻 , WIMP迄今仍未“现身” 。

  在最新研究中 , 加州大学戴维斯分校物理学教授约翰·泰恩带领的团队提出了一种新观念:暗物质粒子是一种与暗光子相互作用的暗磁单极子 , 暗光子与普通光子之间会有微弱的耦合作用 。

  泰恩解释称 , 磁单极子的行为与磁铁的南极或北极的行为类似 。 尽管量子理论预测了磁单极子的存在 , 但从未在实验中发现过 。 暗磁单极子会与暗光子和暗电子相互作用 , 其作用方式正如理论预测电子和光子与磁单极子相互作用一样 。

  物理学家保罗·迪拉克曾预测 , 在磁单极子附近做圆周运动的电子的波函数中会出现相位变化——同一个电子从磁单极子的任意一侧通过 , 其相位在另一侧会略有变化 , 即所谓的“阿哈罗诺夫-玻姆效应(AB)”效应 。

  因此泰恩认为 , 可以根据电子通过暗磁单极子时相位的变化来探测到暗磁单极子 。 而且 , 这种暗磁单极子必须被太阳激发 , 然后历时一个月到达地球 , 以光速千分之一的速度行进 。

  不过 , 泰恩也指出 , 这种相位的改变非常微弱 , 比探测到引力波所需的相位改变都小 , 所需的技术还有待进一步成熟 。

  郭万磊表示:“最新研究首次提出利用阿哈罗诺夫-玻姆效应来探测暗磁单极子 , 这一想法有助于寻找暗物质 , 同时也值得我们进一步研究其应用 。 ”


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