科学家或在2年内解开暗物质之谜(图)

图中左边是强大的阿尔法磁谱仪（AMS）。黑暗的太空和地球的水平线作为整个场景的背景。

凤凰科技讯 北京时间2月20日消息，美国太空网报道，近日在美国波士顿召开的美国科学促进学会年度会议上，一项在太空进行的粒子物理学实验的负责人称，在未来两周内将会发布有关暗物质科研进展的重大新闻。首篇描述位于国际空间站外的粒子收集器——阿尔法磁谱仪（AMS）实验结果的文章将递交给科研期刊，AMS首席研究员、美国麻省理工物理学家丁肇中（Samuel Ting）这样说道。

尽管丁肇中对这项实验究竟发现了什么含糊作词，但他表示，研究结果与暗物质之谜有关，这种不可见物质被认为在宇宙中大量存在，且数量是正常物质的6倍的。

“这不是一篇小题大做的文章，”丁说道，暗示着这项发现非常重要，科学家重写了30遍才最终满意。然而，丁肇中表示这项研究代表了向理解暗物质究竟是什么的问题跨出的“一小步”，它可能并不是最终的答案。

有的物理学理论认为暗物质是由大质量弱相互作用粒子（WIMPS）——一种是自身反物质粒子的粒子——组成的。当物质和反物质相遇时，它们会相互湮灭，因此，如果两个WIMPs碰撞，它们会被毁灭并在此过程中释放出一对子粒子——一个电子和它的反物质正电子。

如果实验检测到在某能量处存在大量正电子，这或可能暗示着检测到了暗物质，因为电子在宇宙中无处不在，而已知的天体物理学过程很少会产生正电子。

“发现暗物质存在的确凿证据是观测到正电子的数量骤升，然后迅速锐减。”这是因为暗物质湮灭产生的正电子具有特定的能量，而后者取决于组成暗物质的WIMPs的质量，美国芝加哥大学的宇宙学家迈克尔·特纳（Michael Turner）这样说道。“这便是探测到暗物质存在时会出现的关键特征。”

另一个可能的迹象便是正电子出现的方向问题，它们是否会来自太空的某一个方向，还是从四面八方涌来。如果正电子是来自暗物质，那么科学家估计它将向太空各个方向平均扩散开来。但如果正电子是由某种正常的天体物理学过程产生，例如恒星爆炸，那么它们很可能从单一的方向出现。

“宇宙中有很多物质能够模拟暗物质的特征，”哈佛大学理论物理学家丽莎·蓝道尔（Lisa Randall）这样说道，她非常着急的等待AMS的结果。“在这些实验里，关键问题是发现的反物质哪些是可以用天体物理学来解释，而哪些可能暗示着一种新的物质。”

不管AMS是否发现了暗物质，科学家都希望有关暗物质起源的问题能够变得更加明朗。除了AMS，其他实验，例如位于瑞士的大型强子对撞机进行的实验，以及深埋地下的暗物质探测器实验，都可能在不远的未来有所新发现。“我相信我们都位于发现的门槛，在未来几十年内肯定会有所突破。”（编译/严炎刘星）