暗物质研究可以导致什么样的技术?

经过:帕特里克·基格(Patrick J. Kiger)

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研究暗物质会增加我们对宇宙的理解,但也可以通过实用应用提供技术突破。Cemagraphics/Getty图像

在南达科他州的黑山下方,桑福德地下研究机构的科学家正在使用一种称为A的装置大地下氙(LUX)检测器寻找颗粒暗物质,被认为是宇宙中大部分物质的神秘物质。在巨大的装置内部,其中包含钛合金容器内的三分之一液体氙气,一系列敏感的光检测器等待着暗物质粒子将与Xenon原子碰撞并发出微小的光闪光的那一刻。

为了捕获微弱的信号,Lux已被放置在一英里厚的岩石层下,这将有助于将其避免宇宙射线和其他可能干扰信号的辐射。

到目前为止,勒克斯尚未发现暗物质。但是,借助一套新的校准技术可以提高探测器的敏感性,研究人员希望很快就会发现暗物质。布朗大学物理学教授里克·盖茨凯尔(Rick Gaitskell)说:“至关重要的是,我们继续推动探测器的能力。”新闻稿

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黑暗起源

如果科学家最终确定了暗物质颗粒,那将是可以追溯到1930年代的搜索的顶点。那是瑞士天文学家的名字弗里茨·兹维奇(Fritz Zwicky)确定遥远的星系旋转的速度表明它们所包含的质量比所建议的可观察光得多。

从那时起,科学家一直在寻找暗物质,并试图弄清楚它到底是什么。近年来,研究人员依靠欧洲原子的工具粉碎大型强子对撞机到NASA的轨道钱德拉X射线天文台。

假设研究人员最终掌握了暗物质的性质,那么可能会出现另一个问题:人类是否有办法使用它?这项研究只是为了帮助我们了解宇宙,还是我们可以开发适用的技术?

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实际应用

一种可能性,在纽约大学培训物理学家的2009年论文中提出的一种可能性Jia Liu,可能正在使用暗物质作为能源为太长时间的任务提供飞船。

刘的概念是基于尚未验证的假设,即暗物质是由无电荷没有任何电荷的颗粒组成的。中源也恰好是反颗粒,这意味着,当他们在适当的情况下碰撞时,他们会互相歼灭,并将所有质量转换为能量。

如果事实证明这是正确的,那么一磅的暗物质可能会产生近50亿倍的能量,作为炸药的等效量。是的,有十亿个“ b”。这意味着暗物质反应堆将有足够的魅力来推动火箭船穿过宇宙,并且足够大的核心可以以接近光速的速度加速飞船。

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到达星星

作为一个新科学家文章细节,刘的暗物质引擎将与传统的火箭大不相同。从本质上讲,这将是一个带有一扇门的盒子,它将朝着火箭运动的方向敞开,以挖出暗物质。当暗物质进入盒子时,门关闭,盒子会收缩以压缩暗物质并增加an灭速度。一旦颗粒变成能量,门就再次打开,能量推动了飞船。在整个空间航行中将重复该周期。

暗物质发动机的一个优点是,宇宙飞船不需要携带太多燃料,因为它可以从宇宙部分的丰富的暗物质中聚集更多。火箭行驶的速度越快,它将越快挖出暗物质并加速。

从理论上讲,一艘100吨(90.7米)的火箭船可以在几天内接近光速。反过来,那将刮去旅行所需的时间Proxima Centauri,是我们太阳系最接近的恒星,从数万年到五年。

除此之外,当然还有技术和发明这是未知的,似乎是不可能的 - 直到我们意识到它们可能是可能的。

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