神秘宇宙

舞動於暗:科學家揭秘捕捉「暗物質」隱形舞步的巧妙策略

2024年3月,一個名為GALILEO的研究計劃像宇宙版的偵探福爾摩斯一般,用激光干涉術的放大鏡尋找那些藏在暗物質世界裡的神秘粒子。想像一下,在馬里蘭大學和約翰霍普金斯大學的實驗室裡,科學家們正醞釀著一場尋找宇宙中最隱秘角色的冒險。

這些科學家們不是在尋找某種神秘的寶藏,而是在追蹤輕暗物質——一個既無形又難捉摸的存在。他們的秘密武器?一個叫做GALILEO的干涉儀,看似不起眼,卻能探測到那些微弱得幾乎無法察覺的振動電場。

這項計劃的名字聽起來就像是出自科幻小說,但它其實是建立在軸子這樣的玻色子粒子之上的。想像一下,這些粒子像是銀河系的隱形波動,在這裡彈跳、在那裡舞動。GALILEO的目標就是抓住這些粒子的「舞步」。

領頭的研究員Reza Ebadi解釋說,他們的實驗設計就像是一個科學版的迷你LIGO——那個曾經捕捉到引力波的地面巨型探測器。不過GALILEO更像是桌面上的迷你版,不需要佔據整個實驗室。

能夠捕捉到極其微弱的電場波動

GALILEO實驗對軸子(左圖)和暗光子(右圖)暗物質搜索的預計靈敏度。圖片來源:《物理評論快報》

GALILEO計劃的精妙之處在於它的敏銳度。它能夠捕捉到那些由輕暗物質引發的、極其微弱的電場波動。當這些暗物質波動穿過GALILEO的「魔法鏡」,就會在那裡留下一個獨特的指紋,揭示出它們神秘的存在。

雖然目前還停留在理論階段,但科學家們已經開始著手實現這個宏偉的計劃。他們將精心調整這台神奇的儀器,確保它能在尋找宇宙中隱形舞者的任務上大放異彩。

就這樣,GALILEO不僅僅是另一項實驗,它可能會成為揭開宇宙最深遠秘密的一把鑰匙。正如Ebadi所說,這個計劃可能成為「探索廣闊暗物質候選者空間中的重要部分」。為了這場科學探險,讓我們舉起望遠鏡,向GALILEO計劃致敬!

這項研究刊登在最新一期的《物理評論快報》。

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首圖來源:Dark Energy Survey cc By4.0

圖片來源:PHYSICAL REVIEW LETTERS  cc By4.0

參考論文:

1.GALILEO: Galactic Axion Laser Interferometer Leveraging Electro-OpticsPHYSICAL REVIEW LETTERS

延伸閱讀:

1.「軸子星」爆炸揭示暗物質謎團,可能解開宇宙最大謎題