暗物質可能並非完全隱形。這種神秘的物質佔據了宇宙約 27% 的質量,然而科學家們對其組成仍然一無所知。雖然我們因其對星系和星系團的引力影響而知道暗物質的存在,但除了幾種極其微弱的粒子相互作用外,暗物質的直接觀察仍然未能實現。英國約克大學的一組科學家認為,他們可能找到了一種新的檢測方法,可以為暗物質帶來新的啟示。他們在《物理學快報 B》上發表的新論文聲稱,暗物質可能可以作為紅色或藍色光的“指紋”被檢測到。
這項來自約克大學的研究表明,暗物質可能會在光上留下非常微弱且可測量的痕跡。當遙遠星星的光穿過這種難以捉摸的物質時,光線會根據其與之相互作用的暗物質類型而產生微妙的藍色或紅色色調。這項研究挑戰了長期以來的假設,即暗物質和光從不相互作用。它們也可能指向一種新的方法來研究暗物質,並揭示其組成的奧秘。
約克大學物理、工程和技術學院的米哈伊爾·巴什卡諾夫(Dr. Mikhail Bashkanov)在一份新聞聲明中表示:“大多數研究人員會同意暗物質是黑暗的,但我們已經證明,即使是想像中最黑暗的暗物質,它仍然可能具有某種顏色特徵。”他補充說:“這是一個引人入勝的想法,更令人興奮的是,在某些條件下,這種‘顏色’可能實際上是可檢測的。使用合適的下一代望遠鏡,我們可以測量它。這意味著天文學可以告訴我們一些關於暗物質本質的新事物,讓我們更簡單地尋找它。”
約克大學的這項研究是理論性的,而不是基於觀察的。它專注於“六次握手法則”,該法則指出,地球上任何兩個人之間只需少數幾個熟人。該團隊建議,類似的法則可能適用於粒子。儘管暗物質可能不會與光直接相互作用,但其他粒子仍然可能影響光,留下“足跡”。暗物質候選者,如弱相互作用大質量粒子(WIMPs),可能通過中介粒子(例如頂夸克和希格斯玻色子)與光相連。
揭開暗物質的謎團始於 1930 年代,當時科學家首次提出它的概念。據信,暗物質佔據了宇宙的四分之一,而負責宇宙加速膨脹的暗能量則佔據了大多數的質量。1998 年,位於意大利 Gran Sasso 山深處的 DAMA 實驗聲稱已經檢測到以弱相互作用大質量粒子(WIMP)的形式存在的暗物質。自那時以來,科學家們一直在競相複製和驗證這些結果,並進行越來越雄心勃勃的實驗。
巴什卡諾夫博士解釋說:“目前,科學家們花費數十億在建造不同的實驗——有些用於尋找 WIMPs,另一些則用於尋找阿克西翁或暗光子。我們的結果顯示,我們可以縮小在天空中應該查看的範圍和方式,這有可能節省時間,幫助集中這些努力。”這項來自約克大學的研究解釋了如何通過現實觀察來檢測粒子與暗物質的相互作用。這最終可能幫助科學家排除某些暗物質的理論,並專注於其他理論,為未來的項目節省大量研究資金。




