岩石可能保存有暗物質化石

岩石可能保存有暗物質化石


我們腳下的岩石中可能含有過去暗物質相互作用的殘留物,這些殘留物以納米粗的徑蹟的形式存在著。以前對這些所謂的暗物質化石的尋找沒有任何結果。但是瑞典和波蘭的研究團隊認為,最近在材料分析技術方面的進展,會促進新一輪對暗物質化石的尋找。他們預言,深層鑽芯中的某種礦石可能有暗物質的痕跡。

化石徑蹟的鑑別,最初是用於研究古老的岩石中原子核裂變的。當一高能裂變產物穿過晶體結構時,會留下一個幾納米粗和幾微米長的非晶徑跡。暗物質粒子通過與核的碰撞可以產生類似的但是稍短的徑跡。但是1995年用原子力顯微鏡進行尋找沒有發現任何印記。

在最近的研究中,研究人員建議使用最新的技術,如氦離子束顯微鏡和小角X射線散射,以納米的分辨率直接對幾克岩石的整個體積進行掃描。這種做法在以前是不可能的。他們建議從十公里深鑽芯中的低放射性礦石中取樣。這樣的樣品中含有較少的來自宇宙射線那樣的粒子徑跡。

研究團隊估計,一立方厘米的古老岩石中將有成百上千的暗物質引起的徑跡,可以通過獨特的徑跡長度分佈對這些徑跡加以鑑別。他們的計算還表明,幾克的這種古探測器岩石對暗物質的紀錄已經進行了上億年,會比現有的只運行了幾年的成噸的探測器更有效。

【圖:互聯網;文:節錄自中國物理學會網頁;新聞訊息由林景明提供】

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