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家园 研究者计算暗物质粒子击中我们的可能数目

http://www.threebody.org/dp/node/40

我不得不说这个研究比较蛋疼,不过可以拿去和人吹牛的时候用。

(Phys.org) 分别来自密歇根大学和斯德哥尔摩大学的 Katherine Freese 和 Christopher Savage 作出了一项奇特的物理研究。他们估计了某种假想中的暗物质——弱相互作用的有质量粒子(Weakly Interacting Massive Particles,简称 WIMPS)的以每年或者按照以每分钟为基准击中人体的数目,这种粒子填补了物理理论中不能由其它方式所解释的漏洞。他们发现,就如他们在提交到预印本服务器 arXiv 上的论文中所描述的,估计每秒有数十亿的 WIMPS 穿过地球上的每个人的身体。但是只有其中一小部分真正撞到了一些东西,例如氧原子或者氢原子的原子核。他们说大部分关于暗物质的假说将碰撞率设置为大约每年30次。然而,如果考虑新的数据的话,他们提出碰撞率可能接近每年十万次,或者每分钟一次。

暗物质是物理中的一个敏感话题。没人找到任何暗物质真正存在的证据,尽管有无数的理论构造在其存在的基础上,因为必须要有些东西来解释包含引力和质量的基础物理理论中的巨大差异。例如,为什么整个星系的质量加起来会小于观测到的保持星系结构完整的引力效应所要求的质量?物理学家说那是因为有一种无法看见和测量的物质,即所谓的暗物质导致了这种差别。但是如果这是正确的,可以推断出它就在我们周围,无时无刻,穿过我们每天看见的一切东西——包括我们自己。这也是为什么 Freese 和 Savage 要去在数学上找出它们到底有多少——如果它们真的存在的话。

他们的计算基于那些潜藏在不同地点的大山深处的粒子探测器上工作的研究者的发现,这些探测器分别名为 DAMA ,CRESST 和 CoGeNT 。在那里,科学家建造了巨大的液体材料池,配合被中微子和其它亚原子粒子撞击时发光的晶体(译者注:这只是一种探测暗物质的方式,使用液氙作为工作物质。同时这里对实验的描述并不准确,请读者注意)。在理论上,这种探测器可以通过测量观察到的撞击的反冲来探测暗物质粒子的存在,其中的一个探测器 DAMA 宣布已经测得了一些数据,但是这些结果还没有被其它的探测器所重复。

Frees 和 Savage 使用这个测量结果来进行他们的计算,尽管这个结果很有趣,但是实际上并没有增进多少对于暗物质的理解,也没有提供任何新的暗物质是否存在的线索。但是他们的研究引发了一些显然的疑问,例如,如果我们的身体被暗物质粒子撞击,会发生什么事,它是否是我们所不了解的生物学领域中的一部分,例如生物是如何形成的,或者一块灰色的有机物是如何产生意识的?

更多信息: Dark Matter collisions with the Human Body. arXiv:1204.1339v1 [astro-ph. CO] http://arxiv.org/abs/1204.1339

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