尋找缺失的宇宙 暗物質pdf

2019年9月27日12:08:38 評論 11

尋找缺失的宇宙 暗物質 內容簡介

從20世紀40年代提出暗物質概念以來,宇宙觀察中發現的很多引力現象都表明宇宙中隱藏了大量的暗物質,其質量約占宇宙物質總質量的85%。除了引力外,難道真的沒有其他辦法“看”到它了嗎?為此,從20世紀末就開始了一場偵測暗物質的大戰。由被動到主動,從地下到水下,從高空到太空的偵測活動不斷。科學家們采用了所能想到的各種探測手段,使用了各種可能的辨別或判斷暗物質的分析方法,想盡快揭示出深藏在宇宙中的秘密,將暗藏在宇宙中的物質大白于天下。暗物質和暗能量被認為是21世紀物理天空中的兩朵烏云。揭開這兩朵烏云的面紗將會對宇宙、對物質世界的認識帶來革命性的突破。我國也不例外,為探知暗物質建立了世界*深的地下實驗室,開展了直接尋找暗物質碰撞的實驗,發射了專門探測暗物質的衛星,進展異常迅速,舉世矚目。

本書旨在向讀者深入淺出、圖文并茂地介紹有關“暗物質”的基本知識,了解暗物質的來由、偵測暗物質的方法和手段及其艱苦歷程,也展望了暗物質偵測的前景。

尋找缺失的宇宙 暗物質 目錄

前言

第1章 詭秘暗物質的由來

1.1 什么是暗物質?

1.2 詭異的暗物質真的存在嗎?

1.3 可能的暗物質

1.4 為什么要探尋和研究暗物質

第2章 暗物質的偵測方略

2.1 暗物質粒子的基本性質

2.2 暗物質粒子的偵測方略

2.3 暗物質粒子WIMP的直接探測

2.4 暗物質粒子WIMP的間接探測

2.5 人工產生暗物質粒子

第3章 偵測行動前赴后繼

3.1 尋找碰撞的直接偵測

3.2 尋找湮滅的間接偵測

3.3 人工產生暗物質的嘗試

第4章 找到暗物質粒子了嗎?

4.1 實驗證據的表述

4.2 暗物質粒子的跡象或證據

4.3 沒有看到任何“暗物質痕跡”

4.4 目前還很難回答的問題

4.5 展望未來

第5章 在世界最深的地下尋找暗物質

5.1 最深的地下物理實驗室——中國錦屏地下實驗室(CJPL)

5.2 CJPL開展的兩個直接探測暗物質的實驗

5.3 中國錦屏地下實驗室的未來發展——CJPL-II

后語

參考文獻

圖片來源

尋找缺失的宇宙 暗物質 精彩文摘

尋找缺失的宇宙——暗物質

出于求知欲和好奇心,千百年來人類從未間斷對天文和宇宙的觀察與探求,從地面到高山,從高空到太空,從地下到海底。特別是近幾十年來,近百個不同類型的觀測設備被發射升空,實現了人類對宇宙的全方位和全波段的觀察。圖1.0.1列出了在地面、空中和太空觀察宇宙的各類望遠鏡及其相應的探測波段。特別是1990年由太空航天飛機發射升空的高分辨率哈勃望遠鏡(見圖1.0.2),它拍攝的照片和提供的信息為我們釋疑了很多宇宙疑團,讓我們進入到宇宙觀測的新高峰,宇宙觀測的新時期。我們不僅認識了距我們最近的地球、月球、太陽和銀河系,我們還知道了類星體、超新星和脈沖星..也看到了非常遙遠的星系、星云、星系團..觀測范圍幾乎要到達約150億光年1甚至更遠的宇宙邊緣。利用不同波段光的觀察可以繪制出不同類型的宇宙(即不同波段的宇宙):可見光宇宙、紅外宇宙、紫外宇宙、射電及微波宇宙、X射線及高能宇宙。放眼多波段宇宙,可以將豐富多彩的宇宙層層剝開,探索到包括恒星、星云和星系的宇宙的每個層次。

今天,我們已經信心滿滿地觀察到幾乎所有不同波段的宇宙,可以說是一覽無遺地“看”到了整個宇宙。但萬萬沒想到,隨著宇宙觀測和天文學的發展,我們意識到我們所看到的浩瀚宇宙竟然只是宇宙很小的一部分,大部分是沒有觀察到的暗物質和暗能量。

1光年是距離的單位,1光年是光在1年中走的距離。光在1秒中走的距離是30萬千米,一年有3153萬秒之多,1光年約為9.4億千米。

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