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科学探索

测量暗扇区的第一个结果

科学探索万象经验2024-05-30

我们所感知的宇宙只是一小部分,几十年的天文观测揭示了暗物质的存在,这种神秘物质构成了宇宙中约85%的物质。然而,它的基本性质仍然难以捉摸。最近,欧洲核子研究中心(CERN)的NA64实验,展示了使用高能μ子束寻找暗扇区的第一个结果。

这个实验的关键在于暗扇区概念。粒子物理学的标准模型描述了我们宇宙的基本组成部分和力量,除此之外,可能还存在隐藏的领域——暗扇区,它由尚未发现的粒子组成。这些暗扇区粒子可能与标准模型粒子发生微弱的相互作用,因此很难直接探测到它们。

NA64实验是一个尖端项目,旨在探测这些难以捉摸的暗扇区粒子。NA64实验利用欧洲核研究组织的超质子同步加速器产生一束高能μ子。μ子是与电子相似的基本粒子,但质量更大。NA64将这束微子射向固定靶,本质上为亚原子探索创造了一个碰撞区。

NA64实验采用了一种称为“缺失能量-动量”的技术。在这里,科学家们仔细测量进入碰撞区的粒子总能量和动量。如果发生暗扇区相互作用,部分能量和动量可能会被看不见的暗物质粒子带走,导致最终状态的不平衡。使用的μ子具有160 GeV/c的动量,实验寻找的是只检测到动量小于80 GeV/c的单个散射μ子的事件。