暗物质简介
2016-10-15何钰,吴平,张晓
大学物理 2016年2期
何 钰,吴 平,张 晓
(西南交通大学 物理科学与技术学院,四川 成都 610031)
暗物质简介
何钰,吴平,张晓
(西南交通大学 物理科学与技术学院,四川 成都610031)
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.
暗物质;中微子;弱相互作用重粒子;直接探测;间接探测
20世纪初,相对论和量子论的诞生拨开了物理学上空漂浮的两朵乌云(以太漂移和黑体辐射问题).经过一个世纪的发展,以相对论和量子论为基础的现代物理学取得了巨大的进展.人类对物质结构的认识由原子、分子层次深入到了夸克和轻子层次.物质世界的基本成员及其相互作用规律被统一在粒子物理标准模型中.这一标准模型很好地解释了所有已知的基本粒子的性质,同时也为其他理论的发展奠定了坚实的基础.
然而在20 世纪末,人们发现,物理学的天空中又漂浮了两朵新的乌云,这就是暗物质和暗能量问题.天文观测告诉我们,今天宇宙的基本组成中粒子物理标准模型所描述的普通物质只占4.6%,大约71.4%是暗能量,24%是暗物质.宇宙正是在暗能量的推动下加速膨胀着.暗能量的一种可能性是宇宙学常数,或真空能;也可能是随时间变化的动力学场的能量.而暗物质不属于我们已知的粒子(如电子、质子、中子等)中任何……
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