新粒子是暗物质的关键?“强相互作用的大粒子”最终可能解开谜团

从所谓的WIMPS到难以捉摸的MACHOS,有很多粒子曾经被认为是正在进行的暗物质搜索的关键参与者。

但科学家们还没有找到WIMPS,而最近的研究基本上已经扼杀了后者。

然而,新的证据表明,可能还有另一种粒子需要考虑;被称为SIMPS的神秘粒子已经开始在物理学家中获得支持,他们怀疑他们可能与自己有强烈的互动,而不是和其他人。

新粒子是暗物质的关键?“强相互作用的大粒子”最终可能解开谜团

研究人员已经研究了几十年来弱相互作用的大质量粒子(WIMPS),理论物理学家Hitoshi Murayama解释道,他是日本宇宙物理与数学研究所所长,同时也是劳伦斯伯克利国家实验室的高级科学家。

这些被认为比质子重约100倍,但很少相互作用。

相反,人们认为它们通过引力更频繁地与正常物质相互作用。

另一方面,MACHOS据说是巨大的致密光晕物体,或者是普通物质,太暗了,看不清。

这可能包括“失败的恒星”和“黑洞”。

但是,研究人员称,斯巴鲁望远镜最近对仙女座星系的一项调查排除了存在大量未发现黑洞的可能性。

然而,研究人员表示,尽管SIMPS在大多数情况下是与自己互动的,但它可能会在正常情况下留下“特征”。

这些粒子比WIMPs小,而且会以更大的数量存在,但与正常物质的相互作用弱。

根据Murayama的说法,Abell 3827中的四个星系可能会出现这样的特征。

在那里,暗物质在每个星系之间的相互作用可以减缓暗物质的合并,但不是正常的。

Murayama说:“一种理解暗物质为什么落在发光物质后面的方法是,暗物质粒子的大小实际上是有限的,它们彼此分散,所以当它们想向系统的其他部分移动时,它们就会被推回去。”

新粒子是暗物质的关键?“强相互作用的大粒子”最终可能解开谜团

这将解释观察结果。这就是我的暗物质理论所预言的一种新夸克的束缚态。

根据Murayama的说法,SIMPs的存在也可以帮助解决WIMP理论中的一个主要问题,在这个理论中,他们无法解释小星系中暗物质的分布。

科学家们计划发射实验,以寻找使用地面仪器的SIMPs,比如欧洲核子研究中心的大型强子对撞机,以及日本的国际直线对撞机。

他说:“长期以来一直存在这样一个谜题:如果你看一看矮星系,它们很小,只有很少的恒星,它们实际上是由暗物质主宰的。”

“如果你通过数值模拟来模拟暗物质如何聚集在一起,他们总是能预测出暗物质聚集在中心的位置。”一个尖端。

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但观察结果似乎表明,集中度是平坦的:核心而不是cusp。核心/ cusp问题被认为是暗物质与重力无关的主要问题之一。

但如果暗物质的大小有限,就像一个SIMP,粒子可以“碰”一下,分散自己,这样就会使质量向中心变平。

这是这类理论观点的另一个“证据”。

作为暗物质的候选者,在运行中有许多粒子。

这个团队还在寻找一个叫做axion的假想粒子。

研究人员解释说,对SIMPs的新兴趣并不意味着其他人不应该再被考虑。

但是,它可能是一个更好的候选人。

“当然,我们不应该放弃寻找wimp,”Murayama说,“但是实验限制变得非常非常重要。”

“一旦你达到了测量的水平,在不久的将来,即使是中微子也会成为实验的背景,这是不可想象的。”

中微子比其他基本粒子要小,很少与普通物质发生相互作用。

人们认为,在任何时刻,大约有100万亿的物体通过我们的身体。

研究人员补充说,“社区共识是,我们不知道我们需要走多远,但至少我们需要降到这个水平。”

但由于没有迹象显示有WIMPS出现,人们现在开始更广泛地思考。

“让我们停下来再想想。”