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脉冲星可能使暗物质发光

有关脉冲星的文章提到，一个有趣的现象是，如果暗物质由细微的偶极子粒子组成，它们可能会通过从脉冲星发出的辐射而显现出来。这项研究的作者来自阿姆斯特丹大学和普林斯顿大学，他们的工作发表在《物理评论快报》杂志上。

暗物质可能是我们宇宙中最迫切寻求的组成部分。令人惊讶的是，这种神秘的物质形式，物理学家和天文学家迄今未能探测到，被认为占据了宇宙中巨大的部分。

令人惊讶的是，在宇宙中85%的物质被怀疑是“暗物质”，目前只能通过其对其他天体产生的引力效应来观察到。科学家想要更多。他们想要真正看到暗物质，或者至少直接检测到它的存在，而不仅仅是通过引力效应推断。当然，他们也想知道它是什么。

有一件事是清楚的：暗物质不可能是我们所构成的同一类型的物质。如果是这样，暗物质将会像普通物质一样行为--它会形成像星星一样的物体，发光，不再“暗”。因此，科学家正在寻找一些新的东西--一种还没有被发现的粒子，可能只与我们所知道的类型的粒子非常微弱地相互作用，从而解释为什么这个世界的组成部分迄今仍然难以捉摸。

有很多线索可以寻找。一个流行的假设是，暗物质可能由轴子组成。这种假设性的粒子首次于20世纪70年代提出，是为了解决一个与暗物质无关的问题。普通原子的构成部分中的正负电荷分离结果出乎意料地小。科学家当然想知道为什么。

事实证明，一个迄今未被发现的粒子的存在，与中子的构成部分非常微弱地相互作用，可能会导致这样的效果。后来的诺贝尔奖获得者Frank Wilczek提出了一个新的粒子的名字：轴子——不仅与其他粒子的名称相似，如质子、中子、电子和光子，而且也受到同名洗衣粉的启发。轴子的存在旨在解决一个问题。

事实上，尽管从未被发现，但它可能解决了两个问题。几种基本粒子的理论，包括弦理论，这是统一自然界所有力量的领先候选理论之一，似乎预测了类似于轴子的粒子的存在。如果轴子确实存在，它们是否也可能构成缺失的暗物质的一部分或全部呢？也许，但是所有暗物质研究所困扰的一个附加问题同样适用于轴子：如果是这样，那么我们如何看到它们？如何使“暗”的东西可见？

照亮暗物质

幸运的是，对于轴子来说，似乎有一种摆脱困境的方法，尽管它仍然是一项挑战。如果轴子存在，它们可能与光子(光量子)相互作用，但这种相互作用非常微弱。这意味着轴子的发现就像在黑暗中寻找针一样困难，但研究人员发现了一种可能的方法来解决这个问题。

他们的想法是，通过观察一些具有强烈辐射的天体，如脉冲星，来寻找轴子。脉冲星是一种巨大的、极其致密的天体，它的表面密度可能与原子核的密度相当。它们以极高的速度自转，发出强烈的辐射，并且在空间中旋转，就像一个灯塔一样。如果轴子存在并与光子相互作用，它们可能会被脉冲星发出的辐射所探测到。这将是一种间接的证据，但它可能是探测暗物质的一个重要方法。

本文译自 phys.org，由 BALI 编辑发布。

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