科技日報北京6月18日電 （記者張佳欣）利用一種專門設計的3D打印真空系統(tǒng)，英國諾丁漢大學物理學院的科學家開發(fā)出一種通過探測疇壁來“捕捉”暗物質的新方法，有望在理解暗能量和暗物質方面邁出重要一步。相關論文發(fā)表在最新一期《物理評論D》上。
探測暗物質的一種方法是引入標量場粒子。在某些理論模型中，暗物質可以通過標量場與普通物質相互作用。這些模型假設有一種新的標量場在普通物質和暗物質之間介導相互作用，從而解釋暗物質的存在及其與普通物質的間接相互作用。
研究人員基于這一理論構建了3D真空系統(tǒng)，這個系統(tǒng)具有雙阱勢和直接物質耦合的光標量場，會經歷密度驅動的相變，從而形成疇壁。疇壁是宇宙中可能存在的一種拓撲缺陷，是在宇宙相變過程中形成的。它們被認為是由不同相的區(qū)域之間的邊界構成的，可以在宇宙初期的高能物理條件下形成。
隨著密度降低，缺陷就會形成。這類似于水結冰的過程：在凍結時，水分子隨機排列形成晶體結構，不同分子的排列方式不同，就產生了斷層線。當密度變低時，類似的情況也會發(fā)生在標量場中。雖然無法肉眼看到這些斷層線，但如果粒子穿過它們，可能會改變軌跡。這些缺陷就是疇壁，可以證明標量場理論。
為了檢測這些缺陷或疇壁，研究人員構建了特別設計的真空系統(tǒng)，利用它模擬氣體密度逐漸降低的環(huán)境。他們將用激光將鋰原子冷卻到接近絕對零度（-273℃）。在這種溫度下，原子具有量子性質，使得分析更加精確和可預測。如果疇壁存在，它們可能會影響超冷鋰原子的行為，從而提供檢測到的暗物質的線索。
研究人員表示，這種3D打印真空容器使用疇壁理論計算構建，他們認為，該容器具有捕獲暗物質的最理想形狀、結構和質地。該系統(tǒng)耗時3年建成，預計將在一年內獲得實驗結果。
（責任編輯：蔡文斌）
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