为了找出暗物质,科学家可谓绞尽脑汁。物理学家最近提出一项新实验,试图通过将原子钟发送到附近暗物质密度最大的地方——太阳附近,以寻找暗物质信号。
整个宇宙构成中,常规物质(即重子物质)仅占4.9%,其余为暗物质与暗能量,虽然后者看不见,但它们确实通过重力作用暗示自身存在,且证据不断增加,只是最好的证据:直接检测,至今仍困扰着科学家。
最常见的探测方法是当地下深处放置巨大设备,等待暗物质粒子与罐中原子核碰撞;其他实验则观察一些假设性暗物质粒子可能产生的电磁效应,但到目前为止,这些实验都没有发现任何迹象。
而来自日本科维理宇宙物理学与数学研究所(Kavli IPMU)、美国加州大学尔湾分校、德拉瓦大学的研究人员们认为,或许我们找错地方了,也许探测暗物质更好的地点不是地球,而是太阳;探测使用的工具则是原子钟。
原子钟是世界上已知最准确的时间测量标准,通过测量原子的共振频率来计算并保持时间准确。研究人员表示,水星轨道与太阳之间物质密度很大,原子对暗物质振荡高度敏感,而原子钟可通过测量原子不同状态跃迁时发射的光子频率,接收相关信号,周围暗物质越多,振荡就越大。
虽然我们也还不确定太阳附近暗物质的精确密度,但研究人员认为已能提供重要线索,且目前原子钟已被广泛应用于保持探测器时间同步,帕克太阳探测器的隔热能力证明我们可以靠近太阳,未来推出的暗物质新任务或许可与帕克太阳探测器非常相似,但专门携带原子钟设备进行搜索。
新论文发布在《自然天文学》( Nature Astronomy ) 期刊。
(首图来源:Kavli IPMU)