科技日報北京 3 月 31 日電（記者劉霞）據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國物理學(xué)家正在開展一項新實驗，希望能探測到假想中的暗物質(zhì)粒子——軸子（axion）的“蛛絲馬跡”，但首輪觀測結(jié)果未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量介于 0.31—8.3 納米電子伏特范圍內(nèi)的軸子的跡象。這意味著這一質(zhì)量范圍內(nèi)的軸子要么不存在，要么對電和磁的影響比以前認(rèn)為的要小。

　　最新實驗首席研究員、麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授林德利·溫斯洛說：“這是第一次有人直接研究這個軸子空間。”

　　軸子是一種假想出來的基本粒子，被認(rèn)為是宇宙中質(zhì)量最輕的粒子之一，與宇宙中其他物質(zhì)的相互作用非常微小。這些超輕粒子就算真的存在，我們也看不見它，但它可以暗物質(zhì)的形式構(gòu)成宇宙質(zhì)量的 85% 左右。

　　溫斯洛說：“作為暗物質(zhì)，軸子應(yīng)該不會影響你的日常生活，但它們可能會影響宇宙的膨脹和我們在夜空中看到的星系的形成。”

　　為探測軸子蹤跡，2016 年，麻省理工學(xué)院的三位理論家提出了一項實驗——“用一個放大的b場環(huán)裝置來探測宇宙軸子的寬帶/共振方法”（ABRACADABRA）。他們提議設(shè)計一種小型環(huán)狀磁鐵，將其置于溫度略高于絕對零度（零下 273.15 攝氏度）的冰箱中，以模擬“磁星”的極端環(huán)境。磁星是一種特殊的中子星，能產(chǎn)生極為強(qiáng)大的磁場。他們指出，如果軸子不存在，環(huán)形磁鐵中央就應(yīng)該沒有磁場；如果軸子存在，巨大的磁場會出現(xiàn)輕微的波動，制造出另一個小得多的磁場，探測器應(yīng)該可以“看到”這一磁場。

　　該理論設(shè)計發(fā)表之后，溫斯洛開始構(gòu)建實驗。

　　2018 年，溫斯洛團(tuán)隊開展了實驗的首次試運(yùn)行，在當(dāng)年 7 月至 8 月期間不斷取樣。對這一時期的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，他們沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)量介于 0.31 至 8.3 納米電子伏特區(qū)間的軸子。

　　溫斯洛稱，他們將繼續(xù)運(yùn)行當(dāng)前實驗，以尋找更小更弱的軸子。與此同時，他們也計劃擴(kuò)大實驗規(guī)模，希望檢測到更微弱的軸子，以進(jìn)一步揭示暗物質(zhì)的秘密。

總結(jié)

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