科学家首次计算出暗物质的质量范围

科学家们已经计算出了暗物质的质量范围--而且比科学界想象的还要严格。他们的发现将于3月发表在《物理学快报B》上--从根本上缩小了暗物质粒子的潜在质量范围，并有助于集中力量寻找未来的暗物质“猎手”。萨塞克斯大学的研究人员利用引力作用于暗物质的既定事实，计算出暗物质质量的下限和上限。

结果表明，暗物质不可能像一些人所推测的那样，既不是 “超轻”，也不是 “超重”，除非有一种尚未被发现的力量也作用于它。

研究小组使用了对暗物质起作用的唯一力量是引力的假设，并计算出暗物质粒子的质量必须在10-3 eV-107 eV之间。这比一般理论上认为的 10-24 eV-1019 GeV的光谱范围要严格得多。

更重要的是，如果发现暗物质的质量在萨塞克斯大学团队预测的范围之外，那么也将证明除了引力之外，还有一种额外的力量--作用于暗物质。

萨塞克斯大学数学与物理科学学院的Xavier Calmet教授说：

“这是第一次有人想到利用我们所知道的量子引力来计算暗物质的质量范围。当我们意识到以前没有人这样做时，我们感到很惊讶--审阅我们论文的科学家同行也是如此。 ”

“我们所做的工作表明，暗物质不可能像某些人理论的那样，既不是‘超轻’，也不是‘超重’--除非有一种尚不为人知的额外力量作用于它。这项研究对物理学家有两方面的帮助：它聚焦了暗物质的搜索区域，也将有可能帮助揭示宇宙中是否存在一种神秘的未知的额外力量。”

与Calmet教授一起工作的萨塞克斯大学博士生Folkert Kuipers说：

“作为一名博士生，能够从事像这样激动人心、影响深远的研究工作，真是太好了。我们的发现对实验者来说是一个非常好的消息，因为这将帮助他们更接近发现暗物质的真实性质。”

可见的宇宙--如行星、卫星和恒星--占宇宙中所有质量的25%，其余75%由暗物质组成。

链接地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269321000083?via%3Dihub

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