“暗物质是现代物理学和天文学面临的最大挑战之一，”澳大利亚最受尊敬的暗物质专家之一、阿德莱德大学物理学教授安东尼·托马斯教授说，他与这里和美国的同事们一起，刚刚给了我们一个潜在的洞察一个看不见的世界的机会。
他们的重点是“暗”光子，一种携带力的粒子，它可能是可见宇宙和黑暗面之间的门户。虽然研究人员不能直接放大它，但他们可以通过粉碎其他粒子来推断它的存在。暗光子应该从这些碰撞中带走能量和动量，通过将“丢失”的能量和动量加起来，并彻底排除任何其他可能性，物理学家可以推断出它们的存在。
科学部分(跟着我们)
托马斯和他的同事们最近对费米国家加速器实验室、美国杰斐逊实验室以及欧洲核子研究中心进行的3000多次碰撞的现有数据进行了分析。“所有做这些测量的地方，”托马斯说。
“我们所做的是对所谓的‘深度非弹性散射’的世界数据进行分析，”托马斯通过阿德莱德的视频链接说。“当你发射一个弹丸，比如电子或介子，它们不会感受到强大的力(将质子束缚在原子核上的力)，而是向质子传递足够的能量和动量，使它撞成一堆更细的粒子。然后把反应中可能发生的一切都加起来。”
非弹性部分是指目标粒子在爆炸中吸收了一些动能，散射是指将亚原子夸克击得自由。研究人员测量了动量的大小，以及每种夸克的概率分布。“而且，描述夸克有多少动量的函数，”托马斯补充说，“被称为部子分布函数。”
帕顿谁?
这是关键。
“首先研究这个问题的人没有做到的是，当他们添加暗光子时，允许部分子分布函数重新调整。所以，我们想，如果暗光子存在，你真的需要这样做。”
尤里卡时刻
托马斯和他的团队能够分析世界上所有深度和弹性散射数据的完整数据集，这次加入了缺失的元素:暗光子。“令我们惊讶的是，我们发现他们的健康状况有了很大的改善。”
我们怎么知道这意味着暗光子?
“嗯，这不是一个直接的测量，因为我们放入了暗光子，并在契合度上得到了很大的改善，”托马斯说。“我们尽了一切努力探索我们能想到的每一个系统误差的来源，无论我们做了什么，这个信号都是成立的。所以，最后我们别无选择，只能发表它，让其他人来检查，看看他们发现了什么，以及他们对此的反应。”
会是别的什么吗?
“我不能排除它是非常奇怪的东西，”托马斯说，“但它必须非常奇怪。除非引力中有什么奇怪的东西，爱因斯坦错了，但这似乎是不可能的。重力作用太好了。”
其他理论预测粒子会欣然接受暗光子，特别是弦理论的超对称性。这可能是一个支持性的发现吗?“是的，超对称理论预测了理想的暗物质粒子，但不幸的是，大型强子对撞机或多或少地排除了它们。
“如果预测的一些粒子被发现了，那将是另一回事。不幸的是，弦理论是数学，不是物理。没有办法在我们能接触到的能量尺度上对它进行测试。”
那么，一个新粒子?这对标准模型意味着什么?
“嗯，你看，”托马斯说，“我们知道标准模型并不能描述这个世界，因为从大量的天文学证据来看，暗物质确实存在，它的相互作用极其微弱——除了通过引力相互作用——而且它被认为是星系的种子，等等。很明显，暗物质是真实存在的，而且几乎可以肯定它是一种粒子。”
暗光子会是l吗整个黑暗宇宙的墨水?
“是的，”托马斯沉思着。“有一种建议叫做‘镜像物质’，也就是说，我们看到的所有物质都可能在黑暗区域有一个副本。除非通过重力，否则我们不会知道它。
“也许像暗光子这样的粒子，它本身不可能是宇宙中的暗物质，但可能是与普通物质和暗物质相互作用的东西，所以会给我们提供一个与黑暗部门的联系。”这就是对暗光子的兴趣所在。”
标准物质不只是一种东西。目前，我们认为它是17个物质粒子和力载体，它们构成和塑造了我们的世界。那么，为什么暗物质不应该同样复杂呢?
托马斯说:“暗光子可能作为连接暗物质和我们熟悉的日常物质的门户，这是它存在的暗示如此令人兴奋的原因。”
下一个步骤吗?未来是金色的
在澳大利亚维多利亚州斯塔维尔镇的斯塔维尔金矿的地下深处，澳大利亚正在投资1000万美元建立一个新的暗物质研究中心。
该项目由联邦政府和维多利亚州政府共同资助，各出资500万美元，澳大利亚研究委员会还为发展暗物质粒子物理卓越中心提供了3500万美元的资助。
托马斯说，实验室已经建成，第一批实验正在建设中，可能会在一到两年内运行，与此同时，意大利的一个类似小组也在进行类似的实验。
“关于暗物质的理论并不缺乏。现在的问题是缺乏实验证据。通过进入地下，你可以将宇宙射线抑制在百万分之一，但仍然有百万分之一的人能通过。这些都是非常困难的实验。”
有报道称，该实验室曾是一座金矿，但托马斯证实，它确实是一座正在开采的金矿。“他们偶尔会引爆炸药。他们会让我们知道他们什么时候要炸东西。”
的反应
科学界对此的反应是兴奋和怀疑。长期以来，暗光子存在的证据一直难以捉摸，所有的实验都进入了死胡同。
托马斯说，自从在欧洲核子研究中心发现希格斯玻色子以来，“大型强子对撞机绝对没有任何新发现。很长一段时间以来，我们一直被标准模型困住了，什么都没有。”
目前，该团队已经发表了他们的发现，并等待其他人重复分析，看看他们是否会发现同样的事情。
不过，是时候庆祝一下了?“我们对此非常兴奋。如果有人确认的话，我会喝杯香槟。”
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希望本篇文章《澳大利亚科学家揭示暗光子存在的新证据》能对你有所帮助！
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