暗物质粒子必须比我们的想像更小？

在探索暗物质的过程中，科学家们已经确定暗物质粒子的有效尺寸——它们与普通物质的相互作用有多强：必须比我们想像的要小。利用XENON1T暗物质探测器，研究人员已经产生了实验结果，为暗物质粒子的有效尺寸建立了迄今为止最严格的限制。伊桑布朗氙的成员协作和物理学家在纽约伦斯勒理工学院说：此外由于两个背景事件——比如氡污染，产生中子探测器的环境或伽马射线污染——预测发生在探测器但没有一个人这样做，这表明暗物质粒子小于预期。

研究人员使用XENON1T暗物质探测器来确定暗物质粒子有效尺寸的极限。图片：XENON Collaboration

这是因为，因为他们不能区分暗物质信号和背景信号，如果我们看到暗物质信号，可以测量它的大小，但是因为我们看不到它，只能说它必须小于“这个量”，举一个例子，如果检测到两个信号，它们将被归因于预测的两个背景事件。但是因为没有探测到任何事件，背景或暗物质，暗物质“粒子”一定比他们预期的要小。这些实验结果在意大利Gran Sasso地下实验室(LNGS)的一个研讨会上公布。探测器使用液态氙，当暗物质粒子与氙原子核碰撞时，如果科学家的模型是正确的，碰撞应该产生一个小的闪光——这是一个罕见的“观察”暗物质的机会。

研究人员推测，暗物质的含量是普通物质的五倍，但我们对这种神秘物质的了解仍然很少。然而，许多科学家怀疑暗物质是由被称为“弱相互作用的大质量粒子”或“弱相互作用粒子”(WIMPs遇到普通物质时反应极小的粒子)组成的。虽然弱相互作用大质量粒子的存在还没有得到证实，但它是对这种难以捉摸、看不见物质的主要描述。现在对所谓的‘wip -nucleon横截面’有了最严格的限制，这是对暗物质的有效尺寸的衡量，或者它与正常物质的相互作用有多强。

暗物质似乎以一种网状的模式在宇宙中扩散，在纤维相交的节点上形成了星系团。图片：WGBH

有了这些结果，现在测试了许多新的暗物质理论模型，并对这些模型施加了迄今为止最强的约束。Elena Aprile，也是来自Rensselaer的项目负责人，在声明中补充说：这些实验结果是279天数据的顶点，根据这项实验，研究人员将致力于减少系统中的氡污染等背景事件。通过这种方式，系统将能够检测到这些神秘的“粒子”中更小、更罕见的相互作用。

博科园-科学科普｜文：Chelsea Gohd/Space