通常,當一個新粒子被發現或假設其存在時,它的規模是如此之小,以至於我們很難想像。但情況可能並非如此,因為研究人員發現的證據表明,這些神秘的、看不見的粒子可能大約是人類細胞大小的三分之一,密度足以幾乎形成一個迷你。
儘管據報他們佔所有物質的六分之五在宇宙中,沒有人真正知道暗物質是什麼,它是如何運作的,甚至它可能會是什麼樣子。儘管暗物質具有神秘的性質,但科學家假設暗物質必須以某種形式存在,以解釋宇宙存在和以其方式運作所需的品質。
知道這一點後,南丹麥大學的研究人員決定研究這些假設的隱藏粒子的大小。據團隊介紹,暗物質的重量可能比質子重 100 億 (10^9) 倍以上。
如果這是真的,那麼單個暗物質粒子的重量約為 1 微克,約為人類細胞質量的三分之一(典型的人類細胞重約 3.5 微克),並且正好低於粒子成為暗物質粒子的閾值。 。
研究人員透過為超重粒子創建新模型得出了這個數字,他們稱之為 PIDM 粒子(普朗克相互作用暗物質)。這些超大質量粒子屬於一類被稱為「弱相互作用大質量粒子」(WIMPS)的粒子。
先前,研究人員曾提出 WIMP 的質量約為質子質量的 100 倍,Charles Q. Choi 為 LiveScience 報道,雖然人們多年來一直猜測 WIMPS 的存在,但與暗物質的其他方面一樣,它們的證據卻極為缺乏。這留下了暗物質粒子可能由明顯不同的東西組成的可能性,崔說。
如果丹麥團隊對暗物質粒子大小的估計是正確的,那就意味著暗物質太大,研究人員無法用粒子加速器重新創建。相反,暗物質的證據可能存在於宇宙中輻射,基本上是從周圍留下的光。
簡而言之,當 138 億年前發生大爆炸時,宇宙迅速膨脹,研究人員將這段時期稱為「膨脹」。宇宙發展圖上的下一個階段稱為再加熱,其中包括產生粒子。在再加熱過程中,超大質量暗物質粒子可能就是在這裡首先形成的。
「然而,為了讓這個模型發揮作用,再加熱過程中的熱量必須明顯高於通用模型中通常假設的熱量,」崔說。 “更熱的再加熱反過來會在宇宙微波背景輻射中留下痕跡,下一代宇宙微波背景實驗可以檢測到。”
顯然,如果我們最終觀察到暗物質的直接證據,它將鞏固許多關於宇宙如何運作和最初形成的假設。然而,在此之前,我們需要更好的工具,南丹麥大學宇宙學家麥卡倫桑德拉 (McCullen Sandora) 表示,我們應該擁有更好的工具未來十年內。
在那之前,我們只能推測暗物質如何運作以及它如何適應長期存在的假設和模型。
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