虽然它弥补了我们所看到和触摸的所有东西,但普通物质只占宇宙质量的15%左右。另外85%被认为是暗物质,这是一种理论物质,与普通物质无法相互作用,迄今为止我们无法直接检测到它。现在,布朗大学的物理学家提出了一种寻找暗物质的新方法。,使用巨大的氦气处于超流体状态。

暗物质不会与电磁力相互作用,这意味着它我们不能吸收,反射或发光。因此,如果我们看不见,听不见,闻到或以其他方式探测到暗物质,我们就会自然地问:我们怎么知道它在那里?它的存在是通过它的引力效应感受到的,它增加的额外质量有助于在我们对恒星和星系的运动,引力透镜以及宇宙如何进化的理解中堵塞一些漏洞。

暗物质不能被直接检测到,正在进行实验以间接地了解它。它可能是在大型强子对撞机的粒子碰撞中产生的,虽然设施不能控制它,但任何暗物质都会产生将带走能量和动力,让科学家通过绘制这种缺失的能量和动量来识别这些东西。内华达大学的研究人员试图通过跟踪轨道和地面原子钟之间的不同步来追踪扫过地球的暗物质波。

最严格的测试之一,大型地下氙(LUX)实验于去年结束。LUX在地下1英里(1.6公里)处设有一个巨大的氙气池,以减少自然辐射的干扰。这个想法认为,在极少数情况下,当暗物质粒子撞入其中一个氙粒子时,碰撞中的微小波纹应该是可以检测到的。不幸的是,这个实验在没有一次这样的事件的情况下运行了20个月的课程。

没有检测到任何暗物质并不意味着测试是一个半身像:相反,它有助于缩小范围虽然暗物质“粒子”可能具有与矮行星一样巨大的质量,但是LUX专门搜索的质量是质子的五倍以上。空手可能表明它的质量是小于仪器可以检测到的-这就是新布朗系统进入的地方。

“到目前为止,大多数大规模暗物质搜索一直在寻找具有质量的粒子质量为质子质量的10到10,000倍,“DerekStein说,他是一篇描述新探测器的论文的合着者。“低于10个质子质量,这些实验开始失去灵敏度。我们想要做的是将质量降低三到四个数量级,探索更暗的暗物质粒子的可能性。”

为此,新系统将使用一桶超流氦而不是氙。我们的想法是,如果坦克中的原子核大于进入的暗物质粒子,那么暗物质就会反弹而不会干扰探测器粒子。由于氙的核约为100质子质量,这限制了进入的粒子可以被仍然被检测到的光。然而,氦只有四个质子质量的核质量,扩大了它对较轻粒子的敏感性。

事实上,布朗的研究人员表示,他们的设计将能够探测到1,000到10,000之间的粒子。比以前的实验轻了一倍的时间。使用氦气也只是改进的一部分:仪器设计巧妙,可以放大来自单个原子的信号。

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