原来这才是天文学-33我们如何寻找暗物质?
作为被认为是除了引力作用之外,不与任何物质发生相互作用的暗物质,如今的科学界到底尝试了哪些方法去捕捉它们,进展又如何呢?天文英文原来是这样的。欢迎来到天文,原来是这样。各位好,我是徐东,大家好,我是水兄。
上周是带着大家回顾了一下暗物质的发现历史,总结一下虽然我们现在依然没有办法实际的去看到这种奇奇怪怪的东西,但是他们的存在又几乎是没有争议的,有大量的理论作为支撑。我们是列举了好几个例子,大家应该能够体会到。这不是T天文学家拍脑袋凭空想象出来的,也不是像现在流行的玩概念。
但是当天文学家发现暗物质远远多于常规物质的时候,还是非常吃惊的。因为这意味着我们原本所了解的宇宙,它居然只有冰山一角,不免还是让人有些细思恐极。这个真的是让人觉得很恐怖。而且某种程度上暗物质其实就在我们身边。那么这种只有质量和引力,却又没有电磁作用,没有强作用力的暗物质,我们到底有没有可能找到他们的踪迹呢?因为我们之前所熟悉的各种观测,好像都得依赖于这些。对我们讲这个耳通著名,就是能够看得见,听得见,这很重要。但是我们现在好像成了瞎子一样了。
从目前来看,探测和研究暗物质无非是三种方法,直接探测法、间接探测法和加速器探测法。首先我们来讲直接探测法。前面讲到这个暗物质仅有极小的概率与常规物质发生反应。如果大家还记得的话,那即便这个概率再小,那也是有可能发生的。直接探测法就是要抓住这个看上去很不可能的极小概率事件。
但是必须要说,但是就算大质量弱相互作用粒子的质量很大,它只会和探测器中的原子核发生碰撞。我们都知道原子核在整个原子当中所占的空间,但是非常小的。一个大教堂里边的一颗黄豆,对这个虚洞在原料当中也是有过这个尺度的比喻的。
这就是为什么现在探测器当中的这个物质,必须要选用那些比较大的原子,就是原子核要很大,比如说碘化钠、主、叶先等等。即便如此,原子核的半径只有原子半径的1‰。天哪,我们可以打个比方,如果原子的直径是1米,那么原子核这个直径只有1毫米。如果我们是把原子并排的摆在一起,那就好比是张起了一张大网来捕捉暗物质粒子这条鱼,但是我们这个渔网的网线只有1毫米粗,而网眼却有1米那么大,而要捕捉的这条鱼比1毫米还要小……