記者10日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校特任研究員杜佩之與國際合作組合作，利用詹姆斯·韋伯空間望遠鏡數(shù)據(jù)進行強相互作用暗物質(zhì)直接探測研究，成功克服地面實驗的探測局限，擴寬可探測參數(shù)空間達兩個數(shù)量級，為未來空間暗物質(zhì)探測提供了理論基礎(chǔ)。研究成果日前發(fā)表于《物理評論快報》。
探測暗物質(zhì)的本質(zhì)對于完善粒子物理的標準模型、理解宇宙形成與演化至關(guān)重要。然而，地面實驗對于強相互作用暗物質(zhì)存在探測盲區(qū)。要克服這一探測局限，亟需研發(fā)全新探測方法。這也成為當前暗物質(zhì)探測的前沿挑戰(zhàn)?？臻g探測器因不受地球大氣的阻隔，在探測強相互作用暗物質(zhì)方面有獨特的優(yōu)勢?，F(xiàn)有的空間探測器中，詹姆斯·韋伯空間望遠鏡因攜帶紅外探測器，并且噪聲相對較低，是探測低質(zhì)量強相互作用暗物質(zhì)的良好平臺。
研究人員選取詹姆斯·韋伯空間望遠鏡近紅外譜儀的“暗圖像”進行分析。這類數(shù)據(jù)因不受外界光源的影響，可以很好地標定宇宙射線、儀器自身噪聲等環(huán)境噪聲，并且可能蘊含暗物質(zhì)的信號。研究團隊提出了新的暗圖像處理方法，有效排除高能事件干擾，得到暗物質(zhì)的全新約束。此約束填補了地面實驗的探測空白，擴寬可探測參數(shù)區(qū)間達兩個數(shù)量級，并且將宇宙中此類強相互作用暗物質(zhì)在總暗物質(zhì)的豐度占比限制為0.4%以下。
研究人員表示，此次研究揭示了空間探測器探測強相互作用暗物質(zhì)的獨特優(yōu)勢以及可行性。研究的分析方法可運用到其他空間望遠鏡數(shù)據(jù)，進一步探索暗物質(zhì)未知參數(shù)空間，并且為未來空間暗物質(zhì)探測器的設(shè)計及數(shù)據(jù)處理提供堅實的理論支撐，將在暗物質(zhì)直接探測領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
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