作者: V.V. Flambaum 来源:PRL 发布时间:2015/12/2 10:09:02
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暗物质可能让基本常数随时间变化
该论断有助寻找暗物质与理解生命起源

 

自然界的一些基本常数如光速、普朗克常数、牛顿万有引力常数等被认为恒定不变。但澳大利亚新南威尔士大学的科研人员在《物理评论快报》杂志上发表论文称,他们从理论上证明了暗物质粒子对标准模型粒子也能产生微小的作用,因此自然基本常数会随着暗物质场的波动而慢慢演变。

早在1937年,保罗·迪拉克就提出假设,牛顿万有引力常数可能会随时间而减小。

新南威尔士大学的研究人员设计出一种暗物质模型。该模型认为,暗物质由弱相互作用的低质量粒子构成。在早期宇宙中,大量低质量粒子形成了一种波动场,由于这些粒子与标准模型粒子之间的相互作用非常弱,所以它们能保存几十亿年直到今天,成为我们所知的暗物质。

这种弱相互作用究竟有多大尚不清楚。研究人员利用实验检测到的大爆炸核合成期间产生的氦、稀有元素镝和宇宙微波背景辐射的数据,推导出了迄今最严格的数据限阈,限定了暗物质粒子与光子、电子和轻夸克之间的作用强度,将现有约束条件提高了15个数量级。

这种新限阈允许存在一种可能,即一种波动的、低质量暗物质场与标准模型粒子耦合,造成基本常数变化。

研究人员解释说,这可能会对理解生命起源产生重要影响。论文第一作者叶夫根尼·斯戴德尼克说,基本常数经过“微调”能与宇宙中现有的生命存在相一致。基本“常数”是变化的,这一发现有助于揭示该常数是怎样演变并维持其目前这个值的。“我们只能出现在与我们的生存相一致的某个宇宙区域里。”

基本常数是否真的随暗物质而变化,研究人员希望在未来的实验中,利用原子钟、激光干涉仪及其他设备来帮助检验这一新观点。

论文合著者维克多·弗兰姆鲍姆说,将暗物质与自然基本常数的变化联系在一起,会在灵敏度方面为寻找暗物质带来重大突破。他们打算继续寻找暗物质的其他特征标记,以期直接探测到暗物质。(来源:科技日报 常丽君)

 
 
 
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