银河啊银河,你的暗风吹皱了季节

作者: 邢志忠

来源: 邢志忠个人博客

发布日期: 2014-01-20

本文讨论了太阳引力聚焦效应对暗物质探测实验年度调制效应的影响,指出这种效应可能改变调制效应的相位,影响暗物质信号的识别。

当太阳和整个太阳系围绕银河系中心转动时,它们穿过理应存在于我们这个星系的暗物质晕。这一运动会对我们的行星造成一种持续不变的暗物质“风”,即暗物质探测实验试图捕捉的粒子流。地球围绕太阳的转动也会对这种暗物质风产生一种年度调制效应,后者可用于在实验中鉴别真正的暗物质信号。

发表于PRL的最新研究指出,一个迄今为止被忽略的现象也可能对调制效应造成深远的影响:由于太阳的引力聚焦效应,暗物质粒子的径迹会发生变形。新泽西州普林斯顿理论科学中心的Samuel Lee及其同事分析了太阳的存在是如何在一整年中影响暗物质风的:九月份,地球处于太阳前面(相对于银河中心而言),整个暴露在风中;春季里,它处在太阳的背面,暗物质风必须先穿过太阳的引力场,后者像个透镜一样聚焦暗物质流。

Lee等人的计算表明,这种透镜效应不会显著影响调制效应的振幅,但却可能改变它的相位,使得调制效应的峰和谷在风流中发生位移,偏差最多可达几个星期。作者们证明,该效应应该与轻和重的暗物质粒子都有关,后者是各种主流理论所预想的暗物质组分。

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