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暗物质和能量

暗物质和能量

物理学变得黑暗和异国情调

06 Jan 2000

上个月在我们千年调查中发现的物理学中的两个突出挑战是本质“dark matter”以及对核结构的正确理解。本月我们更详细地看待这些挑战。

暗物质是不与电磁辐射相互作用的物质:不能用望远镜看,并且只能通过其引力相互作用揭示自己。天文学家首次在20世纪30年代开始意识到我们的银河系Galaxy旋转的速度比恒星和灰尘的引力影响更快。后来它明确表示宇宙中超过90%的事情–可能高达99%– might be dark.

一些暗物质可能是普通的形式或“baryonic”主要由中子和质子制成的物质–如失败的恒星或黑洞。小部分可能是中微子的形式,但大多数暗物质是非重构和超出颗粒物理学的标准模型。具有质量的中微子也超出了标准模型,但不仅仅是作为中性,轴和其他异种颗粒。这种缺失质量的另一个可能性是“dark energy”以宇宙常数的形式。

在这个问题中,英国暗物质合作的Nigel Smith和Neil Spooner描述了在地下实验中检测暗物质的努力。虽然实验声音很容易–将一些光电倍增管连接到晶体并计算闪光灯–在其他背景效果中隔离暗物质信号的挑战是强大的。然而,暗物搜索可以由小组执行,比传统粒子物理实验中的球队更小。对于粒子物理和宇宙学,暗物质粒子的明确检测将是一个巨大的升压,尽管毫无疑问会在基于加速器的实验中被证实。

与此同时,核物理学家们探讨了较大,核心核。据认为存在超过7000个不同的核,但在实验室中只创造和研究了这些超过了3000个,并且总共只有260个是稳定的。正如Isao Tanihata上个月解释的那样,在核素图表图表的不同区域中有各种核心的核心–对核物理学家来说是骄傲和沮丧的源泉。在这个问题上,Paddy Regan和Bertram BlankDescribe尝试在稳定的极限下合成和研究核–质子和中子铁帘。

这些异乎寻常的物种可以在稳定核之间的碰撞碎片之间进行检测。然而,如果可以隔离这些短寿命的核,然后在放射束中重新加速,则可以创建和研究更加异国核。新设施的计划在世界各地的各种核物理实验室中进行了很好的进步。

当我们踏上21世纪时,暗物质和核结构可能是首先克服物理学中的两个突出挑战。

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