暗物質(zhì)簡介探測項目

2016/11/11 14:57:14

暗物質(zhì)的間接探測主要是觀測其兩兩湮滅時所產(chǎn)生的訊號。 由于其湮滅所產(chǎn)生的粒子與其暗物質(zhì)的模型有關(guān)，有許多種類的實驗被提出。 假使暗物質(zhì)是馬約拉那粒子，則兩個暗物質(zhì)對撞會湮滅產(chǎn)生伽馬射線或正負(fù)粒子對。如此可能會在星系暈生成大量伽馬射線、反質(zhì)子和正電子。然而在完全了解其他來源的背景噪聲以前，這類的探測不足以當(dāng)作暗物質(zhì)的決定性證據(jù)。

EGRET伽馬射線望遠(yuǎn)鏡過去觀測到了超出預(yù)期量的伽馬射線，但科學(xué)家認(rèn)為這多半是來自系統(tǒng)中的效應(yīng)。自2008年6月11日開始啟動的費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡則正在搜尋暗物質(zhì)湮滅產(chǎn)生伽馬射線的事件。在較高能量區(qū)間，地上的MAGIC伽馬射線望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)對矮橢球星系以及星系團(tuán)中的暗物質(zhì)給予了某些限制。

探測項目

CDMS

低溫暗物質(zhì)搜尋項目（CDMS），旨在使用探測器探測粒子間的互動，找到暗物質(zhì)粒子引起的運(yùn)動。美國科學(xué)家在位于加利福尼亞大學(xué)校園的隧道里的實驗室2009年檢測到了兩種可能來自于暗物質(zhì)粒子的信號。但他們同時表示，這些信號與暗物質(zhì)粒子的相似度不高。他們在明尼蘇達(dá)州的Souden煤礦地下約714米處安裝更高級的實驗室設(shè)備，以進(jìn)行二期低溫暗物質(zhì)搜尋項目（CDMSⅡ）。暗物質(zhì)現(xiàn)象會被進(jìn)入地球的宇宙射線干擾，要減少宇宙射線μ介子粒子的背景信號影響，唯一的辦法是到地底深處，這樣才有把握確認(rèn)暗物質(zhì)的構(gòu)成。

AMS

AMS
AMSAMS也被稱為反物質(zhì)磁譜儀，配備了超導(dǎo)磁鐵和超高精度探測器，主要目的是探測宇宙中的反物質(zhì)和暗物質(zhì)，第一臺AMS-01在1998年進(jìn)入軌道。科學(xué)家認(rèn)為阿爾法磁譜儀探測到的數(shù)據(jù)已經(jīng)打開了一個全新世界的大門，這臺價值20億美元的儀器將揭開宇宙中的暗物質(zhì)之謎，初步估計幾個月內(nèi)將公布重大的發(fā)現(xiàn)。宇宙的暗物質(zhì)被認(rèn)為只產(chǎn)生引力效應(yīng)，不參與電磁力作用，我們可見的宇宙物質(zhì)僅為4%，暗物質(zhì)則占了23%，其余的為暗能量。暗物質(zhì)的充斥著整個宇宙空間，將星系包圍，科學(xué)家已經(jīng)察覺到暗物質(zhì)的存在，但是從來沒直接觀測到它的存在。

丁肇中團(tuán)隊使用的阿爾法磁譜儀(AMS)，是安置于太空中的精密粒子探測裝置，是至2013年以來靈敏度最高，也是最復(fù)雜、最昂貴的一臺暗物質(zhì)探測設(shè)備，代表了當(dāng)今科學(xué)實驗的最高技術(shù)手段，由16個國家和地區(qū)的600余名科學(xué)家歷時近18年完成，耗資21億美元，實驗過程可能持續(xù)15至20年。

CCDM

由于綜合了CCDM，標(biāo)準(zhǔn)模型在數(shù)學(xué)上是特殊的，盡管其中的一些參數(shù)至今還沒有被精確的測定，但是我們依然可以在不同的尺度上檢驗這一理論。能觀測到的最大尺度是CMB（上千個Mpc）。CMB的觀測顯示了原初的能量和物質(zhì)分布，同時觀測也顯示這一分布幾近均勻而沒有結(jié)構(gòu)。下一個尺度是星系的分布，從幾個Mpc到近1000個Mpc。在這些尺度上，理論和觀測符合的很好，這也使得天文學(xué)家有信心將這一模型拓展到所有的尺度上。