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吉林11选5

時(shi)間(jian):2020-03-30 12:54:03 來源:科技日報

現(xian)有的宇(yu)宙大(da)爆炸理論認為,我們身(shen)處的宇(yu)宙源于138億年前的一(yi)次(ci)大(da)爆炸,但這一(yi)理論也認為,大(da)爆炸時(shi)產生了等量(liang)的物質和反(fan)ci)鎦剩 er)正反(fan)ci)鎦氏嚶鍪shi)會彼此湮滅,使(shi)一(yi)切煙消雲散。

  但宇(yu)宙間(jian)的萬(wan)事萬(wan)物又的確fan)嬖冢 庵屑jian)發生了什麼曲(qu)折離奇(qi)的故事lv)兀棵攔?氈ben)和加拿(na)大(da)科學家(jia)近日提(ti)出(chu)的一(yi)項新(xin)理論認為,早期宇(yu)宙發生的相變使(shi)中微(wei)子衰變成(cheng)更多粒子(數量(liang)比反(fan)粒子多),致使(shi)正反(fan)ci)鎦實氖liang)出(chu)現(xian)偏(pian)差。這一(yi)相變也會產生“宇(yu)宙弦(xian)”,而(er)宇(yu)宙弦(xian)yi)岵li)波,探測到這些引力(li)波,或可揭示正反(fan)ci)鎦什歡猿浦 鍘/p>

  對此,中國科學技ji)醮da)學物理學院(yuan)天文系教授蔡一(yi)huan)蚨鑰萍既氈 欽咚擔骸凹ji)便觀測到宇(yu)宙弦(xian)產生的引力(li)波,可能(neng)還需(xu)很多條件(jian)才(cai)能(neng)進一(yi)步證實上述觀點。不過,這提(ti)供了一(yi)種解決正反(fan)ci)鎦什歡猿浦 盞男xin)思路(lu)。”

  中微(wei)子“挺(ting)身(shen)而(er)出(chu)” 

  現(xian)代(dai)宇(yu)宙學大(da)爆炸理論認為,大(da)爆炸之初,宇(yu)宙中xie)說攘liang)的物質和反(fan)ci)鎦省H綣guo)“劇情”一(yi)直這樣發展下去,那麼,物質和反(fan)ci)鎦首zui)終會“狹路(lu)相逢(feng)”,彼此湮滅。

  但實際(ji)上,現(xian)在我們身(shen)處的宇(yu)宙中xin)旆fan)星,充滿了各種物質,這就與上述理論產生了矛盾。因此,為使(shi)宇(yu)宙得以存在,必須要有少量(liang)反(fan)ci)鎦首   鎦剩 shi)正反(fan)ci)鎦適liang)不平(ping)衡(heng)。科學家(jia)認為,物質的數量(liang)只需(xu)比反(fan)ci)鎦識嗍 詵種 yi)就可以讓宇(yu)宙存在。

  但正反(fan)ci)鎦手 jian)這種不平(ping)衡(heng)是何時(shi)以及如何出(chu)現(xian)的?目(mu)前仍是未解之謎,這也是宇(yu)宙間(jian)最(zui)大(da)的na)脹胖 yi)。美國加州大(da)學伯克利(li)分校博士後研(yan)究員杰夫?德羅說︰“這個問題很難回答。”

  鑒于物質和反(fan)ci)鎦實綰he)相反(fan),因此除非它們呈電中性,否則它們不會相互轉化。中微(wei)子是我們迄今已知(zhi)唯一(yi)呈電中性的物質粒子,科學家(jia)對它寄予厚望(wang),認為它是完成(cheng)這一(yi)神聖使(shi)命的“an)歡搜 薄/p>

  目(mu)前已知(zhi)存在3種中微(wei)子︰電子中微(wei)子、繆子中微(wei)子和陶子中微(wei)子。但有科學家(jia)提(ti)出(chu),可能(neng)存在第(di)四種中微(wei)子︰惰(duo)性中微(wei)子。

  還有些科學家(jia)認為,宇(yu)宙暴脹後經歷了一(yi)個相變,使(shi)早期宇(yu)宙中xie)畝duo)性中微(wei)子衰變出(chu)更多粒子(數量(liang)比反(fan)粒子多),讓物質和反(fan)ci)鎦實氖liang)得以“重新(xin)洗牌”。

  最(zui)新(xin)研(yan)究合xian)髡摺 幽na)大(da)粒子物理與原子核物理實驗室(shi)(TRIUMF)博士後格雷厄姆?懷特表(biao)示︰“當宇(yu)宙的溫度為今天宇(yu)宙中最(zui)熱地(di)方溫度的1012倍—1024倍時(shi),中微(wei)子的‘行為舉止(zhi)’或許可以確fan)Syu)宙存在。”

  引力(li)波“曲(qu)線(xian)救國” 

  那麼,如何探測到這些惰(duo)性中微(wei)子呢?

  研(yan)究人員表(biao)示,現(xian)在科學家(jia)無法直接觀測到惰(duo)性中微(wei)子,因為通過實驗制造出(chu)惰(duo)性中微(wei)子,需(xu)要一(yi)個比大(da)型強(qiang)子對撞機強(qiang)大(da)許多的粒子加速器,所(suo)以只能(neng)通過間(jian)接方法,探測宇(yu)宙弦(xian)產生的引力(li)波或是一(yi)種“曲(qu)線(xian)救國”之法。

  論文合xian)摺?氈ben)東京大(da)學卡夫里宇(yu)宙物理與數學研(yan)究所(suo)首席研(yan)究員村山瞳(tong)說︰“早期宇(yu)宙的這次(ci)相變可能(neng)創造出(chu)了宇(yu)宙弦(xian),這些宇(yu)宙弦(xian)實質上是時(shi)空(kong)的拓撲缺陷。”

  蔡一(yi)huan)蚨鑰萍既氈 欽囈饈退擔骸跋啾湓諼頤僑粘I鈧斜缺冉允牽 縊 dong)成(cheng)冰(bing)、鐵磁體變成(cheng)順磁體等qu)N頤塹撓yu)宙所(suo)經歷的歷史就是一(yi)個不斷發生相變的熱膨脹歷史,在這個過程中有基本(ben)粒子的產生,基本(ben)粒子凝(ning)合成(cheng)元素(su),元素(su)最(zui)後結(jie)合出(chu)我們見到的熟悉的物質結(jie)構。”

  蔡一(yi)huan)蚪yi)步指(zhi)出(chu)︰“相變過程伴隨(sui)著能(neng)量(liang)釋放,宇(yu)宙弦(xian)就是宇(yu)宙經歷相變時(shi)釋放能(neng)量(liang)形成(cheng)的一(yi)根根與當時(shi)的宇(yu)宙尺(chi)度相當的繩子一(yi)樣的能(neng)量(liang)結(jie)構。”

  德羅和村山瞳(tong)等人認為,隨(sui)著這些宇(yu)宙弦(xian)不斷演化,會產生引力(li)波,且產生引力(li)波的頻譜與黑洞並和等天體物理源產生引力(li)波的頻譜截然不同(tong)。未來的引力(li)波觀測台(tai),例如即(ji)將于2020年中期啟用(yong)的“平(ping)方公(gong)里陣列”(SKA)、擬于2034年發射的歐洲航天局的“空(kong)間(jian)天線(xian)激光干涉儀”(LISA)、日本(ben)ji)yu)宙探索局的分赫(he)茲干涉引力(li)波天文台(tai)(DECIGO)等,或許可以探測到這些引力(li)波。

  研(yan)究人員表(biao)示,找到這些宇(yu)宙弦(xian)產生的引力(li)波還有其他(ta)用(yong)途,例如找到宇(yu)宙弦(xian)產生的高(gao)能(neng)中微(wei)子,更精確確定已知(zhi)中微(wei)子的質量(liang)等qu)/p>

  對此,蔡一(yi)huan)蛉餃 骸壩yu)宙弦(xian)產生引力(li)波並不意外,只是我們還沒(mei)有幸(xing)運地(di)發現(xian)其‘倩影’。而(er)且,即(ji)便我們探測到宇(yu)宙弦(xian),宇(yu)宙弦(xian)的產生機制也並非唯一(yi),還需(xu)要確認背後的相變過程才(cai)能(neng)證實上述觀點。”

  另外,蔡一(yi)huan)蚯qiang)調說︰“宇(yu)宙弦(xian)如果(guo)帶電的話,可以利(li)用(yong)多信使(shi)天文檢(jian)測手段,如快速射電暴的觀測來檢(jian)驗這些超導的宇(yu)宙線(xian),從而(er)更立體、更清(qing)晰地(di)分辨(bian)宇(yu)宙相變的‘蛛絲馬跡(ji)’。”

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編輯: 劉(liu)坤媛
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