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研究推测“过量”正电子可能源于暗物质

2017-11-19 14:51:21

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  研究推测“过量”正电子可能源于暗物质

  新华社华盛顿11月18日电(记者林小春)一个让物理学家困惑近10年的问题是,那些经过地球上空的正电子数量超出人们预期,这些“过量”正电子来自哪里?美国最新一期《科学》杂志发表的一项研究显示,这种所谓“正电子超出”现象可能源于暗物质。

  正电子是电子的反粒子,是一种反物质。2008年,欧洲“帕梅拉”卫星第一次在太空捕捉到“过量”正电子。自那以来,理论物理学家们提出多种理论试图解释“过量”正电子来源。目前有两种主流理论,一是来自脉冲星等天体物理源,二是源于暗物质粒子的衰变和湮灭。人类探测器迄今尚未探测到暗物质,第二种说法因此备受关注。

  在已知脉冲星中,有少数几个因距地球较近、年龄适中,被认为有可能是正电子超出的主要来源。为此,多个研究机构的科学家利用位于墨西哥的高海拔水切伦科夫伽马射线天文台观测其中两颗较符合理论假设的脉冲星。

  研究负责人之一、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室博士后研究员周浩解释说,正电子是带电粒子,由于遥远天体物理源发出的正电子在传播过程中会改变方向,所以科学家没办法回溯源的方向。但高能正电子可与宇宙微波背景辐射作用而产生伽马射线,伽马射线沿直线传播,所以观测伽马射线能反推产生它们的正电子信息。

  通过观测来自这两颗脉冲星的伽马射线,研究人员反推出在这两个源中产生正电子的量和正电子扩散的速度。“我们发现正电子扩散的速度比预想的慢,这两颗脉冲星产生的正电子并没有足够的时间到达地球,所以排除了这两颗脉冲星作为正电子超出的主要源的可能。”周浩说。

  周浩说,要证实正电子超出源于暗物质,还必须排除所有其他的可能性。“我们离得出正电子超出来自暗物质的结论还有很长的距离,银河系内可能还有其他一些我们不知道的脉冲星会产生正电子到达地球,而且我们还没有足够证据排除其他可能产生正电子的天体物理源”。

原标题: 研究推测“过量”正电子可能源于暗物质


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