解釋暗物質的暗光子可能不存在

   北京5月1日電，據美國趣味科學網近日報道，美國科學家對基本物理常數——精細結構常數進行了迄今最精確測量，仍沒有發現被稱為暗光子的神秘粒子的蛛絲馬跡，表明暗光子可能并不存在。

暗光子是假想的普通光粒子的“雙胞胎粒子”，如果它們存在，將是解釋暗物質存在的一種方式。不過，這項研究的負責人、加州大學伯克利分校物理學家霍爾格·穆勒說：“新測量強烈排除了某些質量暗光子存在的可能性。”

研究人員解釋稱，如果暗光子存在，它也像光子一樣是一種電磁力載體，光子在普通物質的帶電粒子之間工作，而暗光子會使暗物質粒子之間的電磁相互作用成為可能。

精細結構常數決定了電子和光子相互作用（耦合）的強度，為直接測量其值，研究人員利用銫原子制造了一個小型“原子噴泉”——一束向上發射的銫原子流，然后用激光將其擊中，迫使原子進入量子疊加態，即每個銫原子同時處于兩個位置，這就產生了由相同原子構成的兩束原子流。當兩束銫原子流重新組合在一起時，原子會以一種正確的方式干擾自身，讓科學家得以計算出原子再次被激光擊中時光子的速度。由于速度顯示原子受力大小，因此光子和電子耦合的強弱程度——精細結構常數可被精確地計算出來。

暗光子不符合標準模型，如果它們真的存在，現實測量結果與標準模型的預測是不相符的，也就是說，對精細結構常數的直接測量應與標準模型預測得出的值不同。新研究確實獲得了不同于標準模型預測的精細結構常數值，但研究人員也發現，這其中的差異“與暗光子存在時可能期望的情況南轅北轍”。

穆勒解釋說，雖然測量結果不一致，但差異與預期不符表明暗光子可能并不存在。