暗物质问题简介

暗物质的属性问题是当代物理学面临的一大挑战.文章简要回顾了暗物质的发现历史,已有的暗物质观测证据和粒子物理中的暗物质候选者以及暗物质丰度起源相关理论,还介绍了近年来暗物质的空间间接探测和地下直接探测及其在理论上研究的新进展.     

暗物质简介

暗物质是当代物理学和天文学面临的一大挑战.文章介绍了暗物质的发现历史,暗物质存在的观测证据,以及已知的暗物质的基本性质.还介绍了广受关注的暗物质的候选者,以及目前暗物质探测实验的进展.     

基于DAMPE的暗物质间接探测研究进展

20世纪30年代天文学观测对标准宇宙模型提出了严峻挑战,为了调和观测数据与理论模型的矛盾,理论物理学家提出了暗物质理论;此后,实验物理学家据此摸索出了各种暗物质探测方案.本文将从暗物质概念的由来、暗物质基本性质、暗物质探测原理及方法和DAMPE在探测暗物质方面的最新进展几个方面展开介绍.重点以DAMPE的数据为基础,以电子谱分析为核心,在前人的研究基础上,对DAMPE数据和结果进行多层次、多方位的综合,进一步阐述了DAMPE电子谱中出现的TeV拐折和尖锐信号包含的深刻意义;最后依托研究过程中得到的一些信息,对未来暗物质探测实验提出一点看法和见解.     

“悟空”号暗物质科学卫星

正我国首颗暗物质科学卫星"悟空"号在轨运行近两年,成功获取了目前国际上精度最高的电子宇宙射线探测结果,2017年11月30日,Nature杂志(《自然》)在线发表了暗物质粒子探测卫星"悟空"取得的最新成果。成果之一,"悟空"首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在1 TeV处的拐折,为判定部分电子宇宙射线是否来自于暗物质湮灭起着关键性作用。成果之     

暗物质粒子探测

正天文观测发现,星系周围的物质和星系团中的星系运动速度很快。仅靠发光物质提供的引力无法束缚如此大速度的天体。于是科学家假设存在一种不发光但是能提供引力的物质,也就是暗物质。但是我们不知道暗物质粒子的质量,也不知道它是否参与其他类型的相互作用。所以各国科学家设计了多种类型的实验来寻找暗物质。暗物质实验可以分为直接探测、间接探测和对撞机探测这三种类型。对暗物质的研究,是当今天文学和物理学的研究热点。我国科学家也进     

极深地下探秘宇宙的“熊猫X”实验

近百年的天文学观测表明宇宙中有大量看不见的"暗物质"存在,但是我们对暗物质的本质却所知甚少。宇宙中也充斥着一种很像暗物质的"幽灵粒子"——中微子,它们的身上也有着众多未解之谜。对暗物质和中微子研究的突破很可能带来下一次物理学的革命。国际上最深的、位于四川凉山州的中国锦屏地下实验室为这样的实验研究提供了得天独厚的场所。过去的20年,液氙探测技术的发展使之成为了探测暗物质、研究中微子性质的核心手段之一。文章主要介绍了暗物质与中微子的未解之谜、液氙探测技术的发展、国内外一些液氙实验的发展态势以及我国液氙探测暗物质"熊猫X"实验的现状和未来。     

宇宙中暗物质分布的线索

正暗物质占宇宙物质的85%。天文学和宇宙学观测表明,暗物质影响着宇宙的演化,在星系的分布及宇宙大尺度结构中留下其印记。近来,意大利Turin大学的Ammazzalorso、斯坦福大学的Daniel及其同事探测到了一种信号,可用来揭示暗物质的性质。研究团队将暗能量巡天(DES)与费米大面积望远镜(LAT)的观测结果相比较,发现引力透镜位置与γ射线位置之间重要的     

暗物质的直接实验探测

暗物质研究是21世纪粒子物理、天体物理和宇宙学最重要的前沿科学课题之一.暗物质被天文学中的引力效应所观察到,但对它的存在和认识仍旧是个谜.文章主要论述了对弱作用大质量暗物质粒子(WIMP)直接探测的基本原理、各种直接探测技术、当前的实验进展和发展方向.最后给出了最近的实验物理结果.     

双星盘暗物质

美国的研究人员推测,存在着一种的新型的暗物质,这种暗物质可与普通物质发生强烈相互作用,形成大的光盘,覆盖在星系上。宇宙中暗物质的数量至少相当于普通物质数量的4倍。一般认为,暗物质与普通物质的相互作用非常弱,从而形成围绕着星系的模糊的晕圈。新的研究认为,上述观点过分简单化了,实际上,一部分暗物质可能会与普通物质发生强烈的相互作用,因而可以在对宇宙射线的观测中探测到。     

暗物质及暗物质粒子探测

文章首先对暗物质的概念作了简单介绍,接着介绍了暗物质的发现过程和暗物质存在的证据等.随后,介绍了目前人们对暗物质粒子基本性质的理解和目前比较流行的暗物质模型,并解释了弱相互作用重粒子(WIMP)为什么获得人们最多的关注.文中还简单介绍了目前探测暗物质粒子的三种实验方法:对撞机探测法、直接探测法和间接探测法.最后,介绍了目前暗物质探测的最新进展,包括来自DAMA,CoGent,PAMELA,ATIC,Fermi等实验的最新结果.     

黑洞、暗物质、反物质及宇宙的未来

一、黑洞 现在已有越来越多的证据证实黑洞的存在,那么黑洞是怎么产生的呢？一是宇宙形成时就产生了一些黑洞,再就是恒星的坍缩产物中有一种是黑洞．大恒星的坍缩产物就是黑洞．现在间接观测和推断的结论是：不仅各大星系中都有黑洞,而且在某些星系中心也都有一个大黑洞． 二、暗物质 所谓暗物质就是不能用光学方法直接探测到的物质．理论上认为,暗物质本身既不发光,又不与光发生作用（比如,它不反射光）,只存在万有引力．按现有的天体物理理论计算暗物质占整个宇宙质量的９０％．而我们能观测到的各星系质量仅占整个宇宙质量的１０…     

质疑暗物质与暗能量

也许有同志读了本刊今年第2期拙作《暗物质与暗能量》及第4期何祚庥院士的文章《当代物理学正酝酿新的重大突破》后，认为宇宙内广布着暗物质和暗能量已是铁的事实，问题只在于如何进一步探测和确证它们的存在了．其实不然，有一些天文观测     

今日国外物理

 1 美学者获得宇宙暗物质研究新成果据美联社报道,美国天文学会年会的一份研究报告表明:暗物质可能占宇宙物质的90%.华盛顿大学发现的证据表明:一些星系团包含的暗物质肯定比原先认为的要多得多;麻省理工学院一学者说,德国的ROSAT卫星测得鲸鱼座星座NGC720星系的热气发出的X射线,发现其引力场是椭圆形的,被一巨大暗物质晕包围着,而常见的可见星未能解释这一现象.加利福尼亚州一国家实验室可望一年内确定包围银河系暗物质是由木星样的或其他物质组成.     

WIMPs 暗物质

 暗物质是21 世纪宇宙学和粒子物理研究的热点问题。WIMPs 是一种流行的暗物质粒子候选者,即weakly interacting massive particles 的缩写,译为“弱作用重粒子”。目前我国计划中的暗物质粒子探测实验项目都是围绕着WIMPs 暗物质开展的。本文将详细地阐述与WIMPs 暗物质相关的基本问题,并力图澄清一些易于误解的概念。     

第一批恒星可能照亮了暗物质

正暗物质的性质是宇宙学中最长久的困惑之一。天文学家已经确定,暗物质是宇宙中物质的主要构成,但它们至今无法被辨认。最近,对"黑暗时代"之后宇宙黎明的观测,发现了一条可能的线索——涉及第一批恒星形成的时代。今年早些时候,研究人员报告了一     

kHz激光器在武汉卫星观测站的测距实验

高重复频率激光器是kHz卫星激光测距系统的重要组成部分,提高激光发射频率可以有效地获得更多的观测数据,这是当今卫星激光测距领域的发展方向.针对武汉卫星观测站进行的kHz激光测距实验,介绍了kHz激光器的工作过程和原理,分析了影响高重复频率回波探测的因素.实验结果表明:对实验过程中所观测到的中低轨卫星,观测数据量提高了1...     

HXMT卫星的观测规划与数据处理

正HXMT卫星在轨运行期间,需要开展一系列的空间观测,以便对天文现象进行研究。空间探测涉及到多个过程,需要考虑多种因素的约束,本文将详细给出从观测任务的提出,到任务安排、数据处理及科学分析的全过程。一、引言硬X射线调制望远镜(HXMT)是我国首颗X射线天文卫星,卫星发射升空后,预期在轨工作四年。在此期间,为实现预期的科学目标,将开展一系列的空间X射线探测,通过对这些观测数据的处理分析,     

罕见中微子给“失踪的质量”设置了限值

目前,大多数天文学家认为宇宙正好横跨在有限和无限的界限上.恒星和星系等发光物质的质量总和远不能满足宇宙密度临界值的要求,因此应当存在着约10倍于发光物质总和的暗物质.这些暗物质是以其对亮物质的引力影响而被察觉的,但人们从未直接探测到它们.在许多形形色色的“失踪质量”中,两种奇异非重子粒子、中微子和弱作用质点(weakly iute-racting massive particles,简称 WIMPs) 是极可能的候选者.WIMPs指任何一种能够形成暗物质但作用不强的未知粒子的总称. 在美国南达科他州Homestake矿井深处,有两个探测中微子的装置.一个是由Brookh-…     

PandaX暗物质直接探测实验

正1.暗物质的直接探测暗物质粒子物理研究是当代基础物理学最前沿的研究方向之一。天体物理和宇宙学的研究表明,暗物质在包括我们的银河系在内的宇宙中大量存在,它占据了宇宙总质量的26.8%,而日常所见的原子分子一类的普通物质只占4%。然而,到现在为止,物理学家还不了解暗物质的本质是什么。理     

基于地基观测的时序卫星红外光谱建模与分析

针对地基观测的卫星红外光谱受复杂因素的影响和外场试验对测量卫星物性信息的缺乏,无法解释卫星红外光谱反演出特征的有效性和具体物理意义的问题,提出了一种基于地基观测的卫星热红外光谱的建模和分析的方法.首先,考虑了太阳辐射、地球辐射、卫星各面对探测器的可见情况、地基探测器可探测卫星的范围、大气衰减等因素的影响,更加准确地建立卫星热红外光谱模型.然后,以风云三号卫星为例,利用该模型计算了在观测时序上卫星在地基探测器入瞳上的3—14μm红外光谱辐照度;分析了影响卫星红外光谱变化的主要因素.最后,利用普朗克函数拟合卫星红外光谱,提取出特征与卫星的物性比较,并对其进行分析.结果表明:在各种影响因素中,由卫星运动引起的对探测器可见情况的改变是影响卫星红外光谱数据的主要因素.等效温度和等效面积物理含义能被有效地解释,等效温度接近于太阳帆板的温度,温差仅在15 K左右,等效面积能表征卫星投影面积的变化;发现利用帆板和本体有较大的温差,能实现帆板和本体的分离,并实现新特征的提取.