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暗物質(zhì)粒子“襲擊”人體 或?qū)е禄蛲蛔?/span>
查字典地理網(wǎng) 來源|2016-11-03 發(fā)表|教學分類:地理趣聞

地理學習

學習資料

據(jù)國外媒體報道,科學家通過最新的計算發(fā)現(xiàn)每一分鐘都有暗物質(zhì)粒子擊中人體,如果兩個粒子在人體內(nèi)發(fā)生湮滅,那么就有可能導致不利的基因突變發(fā)生。暗物質(zhì)作為宇宙中最為神秘的領域之一一直是宇宙學家關注的重點,其最大的特點是無法被直接觀測到,但科學家們發(fā)現(xiàn)它們的存在是其產(chǎn)生了明顯的引力效應,并體現(xiàn)在星系與星系團之間。科學家們估計宇宙中有80%的物質(zhì)與暗物質(zhì)有關。

Abell383星系團中疑似的暗物質(zhì)

到目前為止,還沒有科學家發(fā)現(xiàn)何種粒子構(gòu)成了暗物質(zhì)。但有一種被稱為大質(zhì)量弱相互作用粒子(WIMPs)被認為是暗物質(zhì)最有可能的候選者。從命名上可以看出,這些假設存在的粒子對宇宙中常規(guī)物質(zhì)僅產(chǎn)生微弱的影響,常規(guī)物質(zhì)如中子、電子還有質(zhì)子等,也可以被稱為重子物質(zhì),但是科學家認為暗物質(zhì)應該是截然不同的物質(zhì),它們在宇宙中數(shù)量龐大,并無時無刻地穿過宇宙空間,自然也包括人體。

根據(jù)位于密歇根大學的理論物理學研究中心教授凱瑟琳·弗里茲(KatherineFreese)介紹:大質(zhì)量弱相互作用粒子之前被認為在偶然的機會下會與原子核發(fā)生碰撞,但現(xiàn)在看來這種碰撞應該更加經(jīng)常發(fā)生。比如,傳統(tǒng)理論上認為人體細胞中的一個原子核與假設中的暗物質(zhì)粒子發(fā)生碰撞的幾率大約是一生一次,可以說相當這個現(xiàn)象是較為罕見的,但最新的理論卻將這個幾率提升至一分鐘一次。

根據(jù)宇宙學理論,大質(zhì)量弱相互作用粒子在宇宙剛誕生的黎明時期就被產(chǎn)生出來,這與其他粒子形成過程類似。雖然大質(zhì)量弱相互作用粒子不屬于宇宙中常規(guī)物質(zhì),并且它們很少與常規(guī)物質(zhì)發(fā)生相互影響,但是兩個這樣的粒子相遇碰撞是會發(fā)生湮滅,將質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?。位于瑞典斯德哥爾摩大學奧斯卡·克萊因中心的博士后研究人員克里斯托弗·薩維奇(ChristopherSavage)介紹:隨著宇宙不斷地膨脹,整個空間溫度不斷下降,大質(zhì)量弱相互作用粒子之間間隔距離逐漸被拉大,最后不再發(fā)生湮滅現(xiàn)象,僅僅是相互徘回運動。

最新的模型表明每秒鐘有數(shù)十億數(shù)量級的大質(zhì)量弱相互作用粒子穿過地球,這也意味著每秒鐘都有假設中的暗物質(zhì)粒子穿過你的身體。對此,科學家們設計了一些周密的實驗方案來探測暗物質(zhì)粒子的存在,比如將鍺晶體作為實驗材料,探索暗物質(zhì)粒子擊中它們的概率以及這類碰撞所產(chǎn)生的能量等。研究人員薩維奇與弗里茲都使用了相同的計算方法以探尋大質(zhì)量弱相互作用粒子的質(zhì)量以及豐度,并評估暗物質(zhì)粒子與人體原子核發(fā)生相互作用的幾率。

薩維奇認為計算的方向較為明確,我們已經(jīng)知道該如何去計算它們,但實際上暗物質(zhì)粒子對常規(guī)物質(zhì)(如人體)產(chǎn)生的影響幾乎不存在,但氧原子和氫原子更有可能與暗物質(zhì)粒子發(fā)生相互作用。由于人體中含有大量的水,從這個角度上看,暗物質(zhì)粒子與人體發(fā)生作用還是有較大潛伏性。最新的計算表明。大質(zhì)量弱相互作用粒子為60千兆電子伏特,一個體重為70千克的正常人,身體內(nèi)的原子核每年將面對10個大質(zhì)量弱相互作用粒子。如果是10到20千兆電子伏特的大質(zhì)量弱相互作用粒子而言,平均每個人將一年中將面對多達數(shù)十萬的粒子撞擊。

在對面如此大量假設性的暗物質(zhì)粒子撞擊,那么暗物質(zhì)粒子會對人體產(chǎn)生何種影響?研究人員認為該級別的相互影響微弱,大質(zhì)量弱相互作用粒子不會對人類構(gòu)成太大的威脅,但是這些粒子之間發(fā)生碰撞時,它們就是發(fā)生湮滅而釋放出更多的能量。弗里茲認為這些粒子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的一百倍,當它們發(fā)生碰撞時就是得到一個質(zhì)子產(chǎn)生能量的200倍,這個情況明顯是充滿了活力。而如果大質(zhì)量弱相互作用粒子湮滅發(fā)生在身體中,那么可能導致不利的基因突變,只不過這一切發(fā)生的幾率非常低。

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