轻质量暗物质粒子以及第五种力是否存在？北航团队超灵敏磁强计实验给出新答案，灵敏度超出前人多量级
- 麻省理工科技评论
- 2023-01-15 07:28:31
【轻质量暗物质粒子以及第五种力是否存在？北航团队超灵敏磁强计实验给出新答案，灵敏度超出前人多量级】
“宇宙由什么组成”是 Science 期刊评选的 125 大科学问题的第一个。
从古至今，人类一直在不断地探索着这些问题。中国古人相信世界是由金、木、水、火、土构成，而古希腊与古印度人则认为世界是由地、火、水、风四大元素构成。随着时间的发展和技术进步，近代科学家提出物质是由电子、质子、中子构成的。
但是科学家通过近一百年来的各项天文学 实验发现，宇宙 总组成中约 5%是正常物质构成，95% 是由暗物质和暗能量构成。即我们目前所知的物质只占宇宙总组成的 5%，占绝大多数的暗物质与暗能量仅仅从天文学观测上的角度被间接观测到。
而暗物质的具体性质，如它是否是由一种或多种粒子组成，具有什么样的基本性质（质量、自旋、宇称）等，科学界仍然一无所知。因此，这成为了现代物理学最核心的基本问题之一。
根据粒子物理的标准模型，现实世界的物质之间有四种基本相互作用力，包括引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用，可以解释物质世界的所有作用力。
但是，逐渐发现的重量级实验现象，例如 W 玻色子的质量异常和 μ子异常磁矩等，以及建立的各类理论模型，都预示着超越标准模型的新物理的存在。是否存在着超越标准模型的新相互作用力——第五力，一直是前沿基础物理领域探索的热点。
一些暗物质 候选粒子，可以作为传播第五力的媒介子，因此科学家们寄希望于利用新的探测实验寻找第五力，从而间接搜寻暗物质，暗能量等。
前不久，北京航空航天大学 航空科技专家房建成院士团队与复旦大学 、德国美因茨大学 、德国亥姆霍兹研究所、加州大学 伯克利分校等研究团队合作，利用超极化的碱金属钾-铷-惰性气体氖（K-Rb-21Ne）组成的自旋系统，直接探测超越标准模型暗物质和第五种力。
该结果在自旋和速度相关第五力方面划定了新的排除极限，通过该结果得到的 Z’玻色子与标准模型粒子的耦合强度也比天文学 得到的极限要更严格。
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轻质量暗物质粒子以及第五种力是否存在？北航团队超灵敏磁强计实验给出新答案，灵敏度超出前人多量级
“宇宙由什么组成”是 Science 期刊评选的 125 大科学问题的第一个。
从古至今，人类一直在不断地探索着这些问题。中国古人相信世界是由金、木、水、火、土构成，而古希腊与古印度人则认为世界是由地、火、水、风四大元素构成。随着时间的发展和技术进步，近代科学家提出物质是由电子、质子、中子构成的。
但是科学家通过近一百年来的各项天文学 实验发现，宇宙 总组成中约 5%是正常物质构成，95% 是由暗物质和暗能量构成。即我们目前所知的物质只占宇宙总组成的 5%，占绝大多数的暗物质与暗能量仅仅从天文学观测上的角度被间接观测到。
而暗物质的具体性质，如它是否是由一种或多种粒子组成，具有什么样的基本性质（质量、自旋、宇称）等，科学界仍然一无所知。因此，这成为了现代物理学最核心的基本问题之一。
根据粒子物理的标准模型，现实世界的物质之间有四种基本相互作用力，包括引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用，可以解释物质世界的所有作用力。
但是，逐渐发现的重量级实验现象，例如 W 玻色子的质量异常和 μ子异常磁矩等，以及建立的各类理论模型，都预示着超越标准模型的新物理的存在。是否存在着超越标准模型的新相互作用力——第五力，一直是前沿基础物理领域探索的热点。
一些暗物质 候选粒子，可以作为传播第五力的媒介子，因此科学家们寄希望于利用新的探测实验寻找第五力，从而间接搜寻暗物质，暗能量等。
前不久，北京航空航天大学 航空科技专家房建成院士团队与复旦大学 、德国美因茨大学 、德国亥姆霍兹研究所、加州大学 伯克利分校等研究团队合作，利用超极化的碱金属钾-铷-惰性气体氖（K-Rb-21Ne）组成的自旋系统，直接探测超越标准模型暗物质和第五种力。
该结果在自旋和速度相关第五力方面划定了新的排除极限，通过该结果得到的 Z’玻色子与标准模型粒子的耦合强度也比天文学 得到的极限要更严格。
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轻质量暗物质粒子以及第五种力是否存在？北航团队超灵敏磁强计实验给出新答案，灵敏度超出前人多量级
