列印本頁 - 鎖定暗物質

http://sa.ylib.com/circus/circusshow.asp?FDocNo=1587&CL=102 (http://sa.ylib.com/circus/circusshow.asp?FDocNo=1587&CL=102)

有時候，探索本身就是最好的收穫。
撰文╱克勞斯
翻譯／宋宜真

2009年12月，世界各地的科學家和政治人物齊聚一堂，討論全球氣候變遷這個重大的實際問題。在這同時，另一群來自世界各地的物理學家也聚集著，屏氣凝神地等待一個更為深不可知的結果。這兩群科學家聚集的理由不同，離開時的結果卻很像：意猶未盡且不甚滿意。

低溫暗物質搜尋（CDMS）實驗基地位於美國明尼蘇達州蘇旦礦井，實驗目的在於直接搜尋廣佈於銀河系的暗物質的可能組成粒子。2009年12月初就有消息傳出，CDMS可能真的找到這種粒子存在的訊號了。

若要了解這樣的事件意義有多重大，我們得先知道，過去40年來，科學家埋頭於建構一個超大理論架構，其中只要出現一點資料是不一致的，整套理論就會如摧枯拉朽般崩解。1970年代，我們開始收集銀河系自轉的觀測資料，其中不可見物質的數量估計是可見物質的10倍之多。雖然科學家對這種物質提出了幾種解釋（從雪球、行星到冷氣體），但後來逐漸發現，這些解釋都無法符合觀測結果。在這同時，獨立的理論計算得出大霹靂後一分鐘內應該生成的輕元素數量，而若要符合觀測結果，宇宙還得生成更多的質子和中子，才足以說明這些暗物質的存在。

同樣的，星系在宇宙膨脹時的形成過程，也經由電腦獨立運算得到：只有幾種不會像一般物質那樣交互作用的新物質有可能及早崩塌，形成我們現今見到的宇宙結構。

過去50年來，粒子物理的發展使我們了解到，如果要讓我們所見的事物得到合理解釋，就得有許多新的基本粒子存在。因此理論物理學家認為，大霹靂初始那狂暴的一刻，應足以產生為數豐富的粒子來支持暗物質的存在，而今日的太空望遠鏡之所以還偵測不到，是因為這些粒子與一般物質的交互作用太弱。一些勇於嘗試的實驗物理學家認為，我們銀河系暈中的暗物質新粒子可能可以直接觀測，因此開始設計一些方法進行觀測，並將高靈敏度的偵測器建置在地底深處，以隔絕大部份的宇宙射線。

25年前，當我們首度提出這些實驗方法時，我就預期10年內應該就會有結果。不過即使是最新技術，要建置這樣的設備還是很耗時費力，而大自然也沒有大方地向我們透露它的奧秘。

【欲閱讀更豐富內容，請參閱科學人2010年第99期5月號】

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討論區 => 天文新知 => 主題作者是: Skyray 於 2010-05-11 12:54:27