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岩石记录中的黑暗秘密

作者:郎碌    发布时间:2017-03-04 07:01:01    

根据美国的物理学家的说法,暗物质的特征可能写在我们脚下的岩石中并且可以用强力酸和一种像留声机针一样工作的仪器读取该签名加利福尼亚大学伯克利分校的Daniel Snowden-Ifft,Eric Freeman和Buford Price研究了一个5亿年前云母的小样本,看是否存在弱相互作用的大质量粒子或WIMP这些是假设的粒子,它们应该很容易通过普通物质,并且被认为占银河周围暗物质晕的质量的大约五分之四(New Scientist,Science,4月29日)当WIMP穿过一块岩石时,一些将撞击其组成原子的原子核这些带正电的原子核将在短距离内反弹,从其他原子中取代电子并在岩石内引起微妙的化学变化 Snowden-Ifft和他的同事们观察了这些原子核留下的痕迹通过反复试验,他们发现了一种能够“蚀刻”轨道并使其可检测到的化学物质 “选择正确的化学品是一种黑魔法,”斯诺登 - 艾夫说 “我们选择了氢氟酸”研究人员首先沿着一个晶面切割云母,然后用氢氟酸蚀刻两个暴露的表面然后,他们使用新开发的仪器称为原子力显微镜(AFM)来测量酸蚀刻的凹坑(Physical Review Letters,vol 74,p 4133)像留声机针一样,这种手写笔在波动上下移动,记录只有几纳米深的凹坑 Snowden-Ifft说他几年前首次尝试在岩石中寻找WIMP轨道但是在AFM开发之前,不可能记录蚀刻的凹坑然而,即使使用AFM,也很难发现WIMP的签名问题是铀和钍的放射性衰变也会留下被氢氟酸蚀刻的轨道然而,由WIMP引起的凹坑是可区分的,因为它们比由放射性衰变引起的凹坑浅使用云母也可以最大限度地减少问题,因为其中的铀浓度仅为典型岩石中的铀浓度的十分之一云母晶体也很容易裂开而且,最重要的是,云母在垂直方向上缓慢蚀刻并在水平方向上快速蚀刻 “这会产生浅坑,这对AFM相对较钝的尖端感觉非常理想,”Snowden-lfft说到目前为止,研究人员仅扫描了一平方毫米矿物样本中约8%的样本但他们现在希望看看从更大的云母内部取出的样品这应该最大限度地减少周围环境中铀衰变造成的“噪音” Snowden-Ifft表示,该技术与传统的WIMP检测方法相比具有巨大优势,WIMP依赖于粒子通过半导体样品如锗在这些实验中,物理学家必须等待WIMP出现,而不是寻找过去WIMP事件的证据斯诺登 - 艾夫说:

 

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