黑暗物質的光譜痕跡:約克大學科學家提出偵測隱形物質的新方法

编辑者: Uliana S.

約克大學(University of York)的科學家們成功開發出一個創新的理論模型,這項研究有望徹底顛覆我們探索宇宙主導物質——黑暗物質(Dark Matter)的方式。長久以來,科學界普遍認為黑暗物質是完全隱形的,它既不吸收、不發射,也不反射光線,僅僅透過對星系的重力影響來展現其存在。然而,這項新理論挑戰了傳統觀點,為偵測這種難以捉摸的物質提供了全新的思路。

這項發表於《Physics Letters B》期刊上的最新研究,提出了一個大膽的假設:當光線穿過黑暗物質高度集中的區域時,可能會產生一種極其微弱的「色移」(color shift),表現為輕微的紅化或藍化現象。研究團隊成員,包括米哈伊爾·巴什卡諾夫博士(Dr. Mikhail Bashkanov),解釋這是一種間接的影響機制。他們借用「六度分隔理論」(rule of six handshakes)的比喻,來描述潛在的相互作用網絡。他們推測,這種對光子的影響可能是透過標準模型中的中間粒子,例如希格斯玻色子(Higgs boson)或頂夸克(top quark),間接傳遞的。

黑暗物質的性質決定了光譜變化的方向。舉例來說,如果黑暗物質是由「弱相互作用大質量粒子」(WIMPs)構成,光線可能會損失高能量的藍色光子,從而導致光譜偏紅;反之,若重力相互作用佔主導地位,則可能朝藍色端偏移。然而,根據此模型理論預測的波長偏移量約在 10⁻¹⁰ 至 10⁻¹² 之間。這個數值比現有光譜儀的靈敏度低了數個數量級。這意味著,若要驗證這個前瞻性的假設,我們必須依賴具備前所未有光譜精確度的新一代望遠鏡。

假如這項理論能夠獲得實驗上的證實,它將成為人類首次直接觀測到黑暗物質與光線產生相互作用的證據,這將極大地深化我們對宇宙的認識。屆時,科學家便無需僅限於在地下實驗室中搜尋粒子,而是可以透過分析遙遠天體的光譜,來識別這些極其細微的「色彩指紋」。與此同時,實驗物理學的探索也在持續推進。例如,一個國際科學家團隊在 2025 年 2 月,利用 WINERED 紅外光譜儀,對質量介於 1.8 至 2.7 電子伏特之間的黑暗物質粒子性質設定了嚴格的限制,儘管當時並未直接記錄到粒子衰變的現象。

來源

  • ФОКУС

  • Космос 2025: поиск тёмной материи по её «отпечатку»

  • Новые ограничения на свойства тёмной материи установлены с помощью инфракрасного спектрографа WINERED

发现错误或不准确的地方吗?

我们会尽快处理您的评论。

黑暗物質的光譜痕跡:約克大學科學家提出偵測隱形物質的新方法 | Gaya One