超精密原子鐘布下“天羅地網(wǎng)”抓捕暗物質(zhì) 約占宇宙所有物質(zhì)的六分之五

據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，研究人員正在建立一個(gè)由迄今最精確的計(jì)時(shí)器——原子鐘組成的網(wǎng)絡(luò)，以“抓捕”暗物質(zhì)。暗物質(zhì)是一種看不見(jiàn)的物質(zhì)，據(jù)信約占宇宙所有物質(zhì)的六分之五。

暗物質(zhì)通過(guò)其對(duì)恒星和星系運(yùn)動(dòng)的引力效應(yīng)來(lái)宣示自身的存在，但科學(xué)家一直未厘清它由什么構(gòu)成。目前，所有已知粒子作為暗物質(zhì)備選粒子的可能解釋基本上已被排除，剩下的可能解釋是：暗物質(zhì)由一種新粒子組成;或者暗物質(zhì)根本不由粒子組成，而是一種像重力一樣遍布空間的場(chǎng)。

最新研究負(fù)責(zé)人、波蘭哥白尼大學(xué)的彼得·維希斯洛說(shuō)，以前的研究表明，如果暗物質(zhì)是一種場(chǎng)，“拓?fù)淙毕?rdquo;可能會(huì)出現(xiàn)在其中，這種結(jié)構(gòu)的形狀像點(diǎn)、弦或片，大小可能至少與行星相當(dāng)，其可能在大爆炸之后的混沌中形成，并在早期宇宙冷卻時(shí)基本上凍結(jié)成穩(wěn)定形式。

科學(xué)家正在通過(guò)尋找原子鐘中的干擾來(lái)測(cè)試暗物質(zhì)場(chǎng)的存在。研究人員解釋說(shuō)，其與拓?fù)淙毕菹嗷プ饔每赡軙?huì)使原子鐘的原子暫時(shí)振動(dòng)得更快或更慢。通過(guò)監(jiān)視一個(gè)同步原子鐘網(wǎng)絡(luò)(原子鐘分布得足夠遠(yuǎn)，有些會(huì)受到拓?fù)淙毕萦绊懀渌牟皇苡绊?，可以檢測(cè)到這些“幽靈”結(jié)構(gòu)的存在并測(cè)量它們的大小和速度等。

研究人員使用了光學(xué)原子鐘，他們計(jì)算得出，通過(guò)拓?fù)淙毕菘稍黾踊驕p少精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)(描述電磁力的整體強(qiáng)度)，這些變化將改變?cè)訉?duì)激光的響應(yīng)方式以及這些時(shí)鐘滴答的速率。通過(guò)分析位于美國(guó)、法國(guó)、波蘭和日本的4個(gè)原子鐘，他們可以尋找精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)內(nèi)的細(xì)微變化，靈敏度比以前實(shí)驗(yàn)高約100倍。但迄今他們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何與暗物質(zhì)一致的信號(hào)。

維希斯洛表示，他們的目標(biāo)是在未來(lái)一兩年內(nèi)將網(wǎng)絡(luò)中的原子鐘數(shù)量增加一倍，這可將網(wǎng)絡(luò)的靈敏度和觀察時(shí)間提高10倍或更多。