世界85%的物质是由暗物质组成，但却仍然不知道暗物质究竟是什么。密歇根大学、劳伦斯·伯克利国家试验室(Berkeley Lab)和加州大学伯克利分校的一项新研讨，排除了之前从星系观测到奥秘电磁信号的暗物质或许原因。在这项研讨之前，人们曾寄予厚望，以为这些信号将给物理学家供给协助辨认暗物质的确凿依据。暗物质不能被直接观测到，由于它不吸收、反射或发射光线。
但科学家知道暗物质的存在，是由于它对其他物质有影响。例如，需求暗物质来解说将星系集合在一起的引力。物理学家以为暗物质是中微子的近亲，也便是所谓的“慵懒”中微子。中微子是不带电荷的亚原子粒子，很少与物质相互作用，在太阳内部发作核反应时开释。它们有很小的质量，可是这个质量不能用粒子物理的规范模型来解说。物理学家以为，慵懒中微子，一种假定的粒子，可以解说这个质量，也或许是暗物质。
密歇根大学物理学助理教授、合著者本·萨夫迪(Ben Safdi)标明：研讨人员应该可以勘探到慵懒中微子，由于它是不稳定的。慵懒中微子衰变成一般的中微子和电磁辐射。然后，为了勘探暗物质，物理学家扫描星系，以X射线发射的方式寻觅这种电磁辐射。例如，2014年一项开创性研讨发现了邻近星系和星系团的过量X射线发射，这种发射好像与衰变的慵懒中微子暗物质发射共同。
未发现慵懒中微子是暗物质的依据
现在，对XMM-牛顿空间X射线望远镜20年来拍照星系的原始数据进行挑选剖析后，没有发现任何依据标明慵懒中微子是组成暗物质的物质。研讨小组包含密歇根州立大学博士生克里斯托弗·甜点和伯克利试验室理论小组和伯克利理论物理中心的物理学家尼古拉斯·罗德，其研讨成果宣布在《科学》期刊上。研讨人员标明：2014年的研讨和后续研讨证明，这个信号引起了天体物理学和粒子物理界的极大爱好。
由于它有或许初次在微观层面上精确地知道暗物质是什么。新发现并不代表暗物质不是慵懒中微子，但它意味着与2014年的说法相反，到目前为止还没有试验依据标明它的存在。天基X射线望远镜，如XMM-牛顿望远镜，指向暗物质丰厚的环境，以X射线信号的方式查找这种弱小电磁辐射。2014年的发现将X射线发射命名为“3.5kev线”（kev代表千电子伏特）由于信号出现在X射线勘探器上的方位。
研讨运用XMM-牛顿空间X射线望远镜获取的20年档案数据，在银河系寻觅这条线。物理学家知道暗物质集合在星系周围，所以当之前的剖析着眼于邻近星系和星系团时，这些图画中的每一张都会捕捉到银河系暗物质光晕，研讨小组运用这些图画来调查银河系中“最暗”的部分，这大起伏的提升了之前寻觅慵懒微子暗物质的剖析灵敏度。不管往哪里看，都应该有一些来自银河系光晕的暗物质活动，由于太阳系坐落银河系中，在这项研讨中，运用了咱们生活在暗物质晕中的现实。
该研讨的合著者、密歇根大学物理研讨员、博士生克里斯托弗·德塞特标明：在3.5keV线被观测到的星系团也有很大布景信号，这在调查中充任噪音，或许会使人们很难精确定位或许与暗物质相关的特定信号。之所以要透过银河系暗物质晕来调查，是由于布景要低得多。例如，XMM-牛顿卫星拍照了孤立物体的图画，比方银河系中的单个恒星。研讨人员拍照了这些图画，并遮盖了原始感爱好的物体，留下了原始而漆黑的环境，在其间寻觅暗物质衰变的光晕。
结合20年这样的调查，使得对慵懒中微子暗物质的勘探达到了史无前例的水平。假如慵懒微子是暗物质，假如它们的衰变导致3.5keV谱线发射，研讨剖析中调查到这条线，但却没有发现慵懒中微子暗物质的依据。不幸的是，尽管这项研讨的确给看起来或许是暗物质微观性质的第一个依据泼了一盆冷水，但它的确拓荒了一种全新的方法来寻觅暗物质，这或许会在不久的将来促进一项发现。
博科园｜研讨/来自：密歇根大学
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