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捉到你了!暗物质:中科院提出暗物质直接探测实验中的昼夜效应

olivia chan

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在宇宙学中,暗物质(Dark matter),是指无法透过电磁波的观测进行研究,也就是不与电磁力产生作用的物质。人们目前只能透过重力产生的效应得知暗物质的存在。国际上,关于暗物质直接探测的相关实验已开展多年,迄今尚未明确观测到暗物质和普通物质相互作用的信号。对暗物质(和暗能量)的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。

日前,来自中国科学院紫金山天文台研究员袁强和上海交通大学副教授葛韶锋、教授刘江来、特别研究员周宁等合作提出了一种新型的宇宙射线助推暗物质的昼夜效应。

研究提出,暗物质与核子的相互作用不仅可以让人类的探测器直接探测到暗物质与核子的反冲力,而且可以使宇宙射线与非相对论暗物质散射并将其提升到更高的能量。如果暗物质-核子散射截面足够大,暗物质通量在地球上传播时就会被衰减,导致强烈的昼夜调制。除了具有较高反冲能量的信号外,这种昼夜调制还为直接探测宇宙射线助推的亚GeV暗物质提供了另一个突出的特征。

这一效应可以有助于提高直接探测实验在低质量区间的灵敏度,并可以提供独特的暗物质碰撞信号以区分背景。

论文链接:

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.091804


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