密歇根大学 衰变的暗物质应该会在银河系中心周围产生一个明亮的球形x光辐射晕，当在银河系的其他空白区域观察时，这是可以检测到的
信用:克里斯托弗甜点，尼古拉斯L艺术渲染
本杰明·罗德
萨夫迪，佐西亚·罗斯托米恩(伯克利实验室)，基于费米大面积望远镜的数据
宇宙的百分之八十五是由暗物质组成的，但是我们不知道它到底是什么
密歇根大学、劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室)和加州大学伯克利分校的一项新研究排除了暗物质是之前从附近星系观察到的神秘电磁信号的来源
在这项工作之前，人们非常希望这些信号能给物理学家提供确凿的证据来帮助识别暗物质
暗物质不能被直接观察到，因为它不吸收、反射或发射光，但研究人员知道它的存在是因为它对其他物质的影响
例如，我们需要暗物质来解释维系星系的重力
物理学家认为暗物质是中微子的近亲，被称为无菌中微子
中微子——不带电荷且很少与物质相互作用的亚原子粒子——是在太阳内部发生核反应时释放出来的
它们有很小的质量，但是这个质量不能用粒子物理的标准模型来解释
物理学家认为无菌中微子，一种假设的粒子，可以解释这种质量，也是暗物质
合著者、U-M大学物理学助理教授本·萨夫迪说，研究人员应该能够探测到无菌中微子，因为它不稳定
它衰变为普通中微子和电磁辐射
为了探测暗物质，物理学家扫描星系，寻找这种以x光发射形式出现的电磁辐射
2014年，一项开创性的工作发现了来自附近星系和星系团的过量x光辐射
萨夫迪说，这种发射似乎与衰变的无菌中微子暗物质产生的发射相一致
现在，对XMM-Newton太空X射线望远镜拍摄的银河系天体20年间的原始数据进行元分析，没有发现无菌中微子是构成暗物质的证据
该研究团队包括U-M的博士生克里斯托弗·迪斯特和尼古拉斯·罗德，后者是伯克利实验室理论小组和伯克利理论物理中心的物理学家
他们的结果发表在《科学》杂志上
萨夫迪说:“这份2014年的论文和后续工作证实了这一信号在天体物理学和粒子物理学领域引起了极大的兴趣，因为有可能第一次在微观层面上准确地知道暗物质是什么。”
“我们的发现并不意味着暗物质不是无菌的中微子，而是意味着——与2014年宣称的相反——迄今为止没有任何实验证据表明它的存在
" XMM-Newton望远镜等太空x光望远镜瞄准富含暗物质的环境，以x光信号的形式搜寻微弱的电磁辐射
2014年的发现将x光辐射命名为“3
“5千电子伏线”——千电子伏代表千电子伏——因为信号出现在x光探测器上
研究小组利用XMM-Newton太空x光望远镜拍摄的20年档案数据，在我们自己的银河系中寻找这条线
物理学家知道暗物质聚集在星系周围，所以当之前的分析着眼于附近的星系和星系团时，这些图像中的每一张都捕捉到了银河系暗物质晕的某一部分
研究小组用这些图像来观察银河系“最黑暗”的部分
萨夫迪说，这大大提高了之前寻找无菌中微子暗物质的分析的灵敏度
“无论我们看哪里，都应该有一些来自银河系光环的暗物质流，”伯克利实验室的罗德说，因为我们的太阳系位于银河系中
在研究中，“我们利用了我们生活在暗物质光环中的事实”
克里斯托弗·甜点，研究合著者，物理研究员，博士
D
U-M大学的学生说，3
已经观察到5千电子伏谱线也具有大的背景信号，这在观察中作为噪声，并使得难以精确定位可能与暗物质相关的特定信号
“我们之所以在银河系的星系暗物质晕中寻找，是因为背景要低得多，”甜点说
例如，XMM-Newton拍摄了银河系中单个恒星等孤立物体的图像
研究人员拍摄了这些图像，并掩盖了最初感兴趣的物体，留下原始和黑暗的环境来寻找暗物质衰变的光芒
结合20年的这种观测，可以将无菌中微子暗物质的探测提高到前所未有的水平
如果无菌中微子是暗物质，如果它们的衰变导致3
萨法迪和他的同事们在他们的分析中应该已经观察到了这条线
但是他们没有发现无菌中微子暗物质的证据
萨夫迪说:“不幸的是，虽然这项工作确实给暗物质微观本质的第一个证据泼了冷水，但它确实为寻找暗物质开辟了一条全新的途径，这可能会在不久的将来导致一项发现。”
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
