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平均大約1分鐘就會有一顆暗物質(zhì)粒子擊中人體

星系


平均大約1分鐘就會有一顆暗物質(zhì)粒子擊中人體

這是阿貝爾383（Abell 383）星系團 ， 科學(xué)家們曾經(jīng)借助這一星系團進行暗物質(zhì)分布圖的構(gòu)建
據(jù)美國國家地理網(wǎng)站報道，根據(jù)幾項暗物質(zhì)探測項目獲得的數(shù)據(jù)進行計算的結(jié)果顯示，平均大約1分鐘就會有一顆暗物質(zhì)粒子擊中人體 。
暗物質(zhì)不同于常規(guī)物質(zhì)，它們完全不可見 。科學(xué)家們之所以能知道它們的存在，是因為它們會對宇宙中的星系和星系團產(chǎn)生引力作用 。科學(xué)家們估算認為這種神秘的暗物質(zhì)占到了整個宇宙中所有“物質(zhì)”總量的80% 。到目前為止尚沒有任何人能夠確定的指出暗物質(zhì)的組成粒子究竟是什么 。但是其中一個非常有希望的理論是一種被稱作“大質(zhì)量弱相互作用粒子”(WIMPs)的候選體 。
正如其名字所暗示的那樣，這種粒子對常規(guī)物質(zhì)粒子 ， 或者說重子只有非常微弱的影響，它們通常會直接穿過宇宙中絕大部分的物質(zhì)，包括人體 。但是在偶發(fā)的情況下 ， 某些具有特定質(zhì)量的“大質(zhì)量弱相互作用粒子”會和原子核發(fā)生碰撞，并且現(xiàn)在看起來這種碰撞發(fā)生的幾率要高于原先的設(shè)想 。
凱瑟琳·弗萊瑟(Katherine Frees)是美國密歇根大學(xué)下屬密歇根理論物理研究中心教授 ， 她說：“在這項研究工作進行之前，我曾經(jīng)認為這種WIMP粒子和人體內(nèi)原子核發(fā)生碰撞的幾率大概是人的一生中才會發(fā)生一次 。但是現(xiàn)在看起來這樣的碰撞幾率大約是每分鐘一次 。”
WIMP撞擊事件
根據(jù)這項理論，WIMP粒子產(chǎn)生于宇宙初始時分，這一點和其它物質(zhì)并沒有什么區(qū)別 。盡管WIMP粒子和常規(guī)物質(zhì)之間不太會發(fā)生相互作用，但是如果這樣的兩顆粒子相互撞擊，它們將會發(fā)生湮滅反應(yīng)，所有的質(zhì)量將會在一瞬間轉(zhuǎn)化為能量 。
這項研究論文的合著者，瑞典斯德哥爾摩大學(xué)奧斯卡·克蘭研究中心博士后研究員克里斯托弗·薩瓦吉(Christopher Savage)表示：“隨著宇宙膨脹并逐漸冷卻，WIMP粒子相互遠離，最后它們將無法再相遇并發(fā)生湮滅反應(yīng) 。”模型顯示，目前每秒正有數(shù)以十億計的WIMP粒子正穿過地球，還有每種動物的身體 。
目前有一部分設(shè)計用來探測WIMP粒子的實驗，其原理是基于當(dāng)WIMP粒子和某些特定材料物質(zhì)發(fā)生撞擊 ， 如鍺晶體 ， 這樣的撞擊事件將會釋放特定數(shù)量的能量 。在這項最新研究中，弗萊瑟和薩瓦吉采用了相似的計算方法來考察特定種類的WIMP粒子的質(zhì)量和豐度 ， 并估算它們和人體內(nèi)常見元素原子核發(fā)生相互反應(yīng)的幾率 。薩瓦吉說：“我們知道如何進行這些計算，我們只是從未針對人體過這樣的計算 。”計算結(jié)果顯示，氫原子和氧原子更加容易受到WIMP粒子的撞擊 。由于我們的身體含有大量的水分，因此我們的身體原子組成是很容易發(fā)生與WIMP粒子的相互反應(yīng)的 。
【平均大約1分鐘就會有一顆暗物質(zhì)粒子擊中人體】根據(jù)這項研究，對于那些質(zhì)量達到60 GeV 的WIMP粒子，對于一個體重154磅(70公斤)的人來說，每年將發(fā)生約10次撞擊事件 。1 GeV即十億電子伏特，這一單位大致相當(dāng)于一個質(zhì)子所含有的能量 。而對于那些10~20 GeV的WIMP粒子來說，研究人員們估計每年都有成百上千的這類粒子和人體內(nèi)的原子核發(fā)生撞擊 。
暗物質(zhì)是一種危險？
由于它們和常規(guī)物質(zhì)發(fā)生相互作用的幾率非常低，這當(dāng)然也就意味著WIMP的撞擊將不會給人體帶來什么大的風(fēng)險 。然而當(dāng)兩顆WIMP粒子相互撞擊時會發(fā)生湮滅反應(yīng) ， 在這一過程中所釋放出的能量就會大的多 。弗萊瑟說：“這兩顆粒子的質(zhì)量都相當(dāng)于質(zhì)子質(zhì)量的100倍，當(dāng)兩者相撞時，它們將擁有200倍質(zhì)子質(zhì)量的能量釋放 。這將是非常劇烈的 。”
如果這種WIMP粒子湮滅反應(yīng)發(fā)生在人體內(nèi)，弗萊瑟說：“它將可能導(dǎo)致對人體有害的突變 。”當(dāng)然 ， 他也指出：“發(fā)生這種事件的概率非常低 。”

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