科學家首次計算出暗物質的質量范圍

科學家們已經計算出了暗物質的質量范圍–而且比科學界想象的還要嚴格。 他們的發現將於3月發表在《物理學快報B》上–從根本上縮小了暗物質粒子的潛在質量范圍,並有助於集中力量尋找未來的暗物質「獵手」。 薩塞克斯大學的研究人員利用引力作用於暗物質的既定事實,計算出暗物質質量的下限和上限。

科學家首次計算出暗物質的質量范圍

結果表明,暗物質不可能像一些人所推測的那樣,既不是 「超輕」,也不是 「超重」,除非有一種尚未被發現的力量也作用於它。

研究小組使用了對暗物質起作用的唯一力量是引力的假設,並計算出暗物質粒子的質量必須在10-3 eV-107 eV之間。這比一般理論上認為的 10-24 eV-1019 GeV的光譜范圍要嚴格得多。

更重要的是,如果發現暗物質的質量在薩塞克斯大學團隊預測的范圍之外,那麼也將證明除了引力之外,還有一種額外的力量–作用於暗物質。

薩塞克斯大學數學與物理科學學院的Xavier Calmet教授說:

「這是第一次有人想到利用我們所知道的量子引力來計算暗物質的質量范圍。當我們意識到以前沒有人這樣做時,我們感到很驚訝–審閱我們論文的科學家同行也是如此。 」

「我們所做的工作表明,暗物質不可能像某些人理論的那樣,既不是『超輕』,也不是『超重』–除非有一種尚不為人知的額外力量作用於它。這項研究對物理學家有兩方面的幫助:它聚焦了暗物質的搜索區域,也將有可能幫助揭示宇宙中是否存在一種神秘的未知的額外力量。」

與Calmet教授一起工作的薩塞克斯大學博士生Folkert Kuipers說:

「作為一名博士生,能夠從事像這樣激動人心、影響深遠的研究工作,真是太好了。我們的發現對實驗者來說是一個非常好的消息,因為這將幫助他們更接近發現暗物質的真實性質。」

可見的宇宙–如行星、衛星和恆星–占宇宙中所有質量的25%,其餘75%由暗物質組成。

來源:cnBeta