科学家使用由奥斯卡获奖电影“ 冰雪奇缘 ”启发的新设计的“雪球室”,希望成为第一个探测暗物质的人 - 一种被认为构成宇宙总体质量的神秘物质。

暗物质存在的证据来自它对星系,星系团和整个宇宙的引力效应。

但迄今为止它仍然是难以捉摸的,暗示它是由难以探测的阴影粒子组成,几乎就像它不存在一样穿过普通物质。

已经使用了许多方法来检测这些颗粒,但到目前为止还没有一种方法成功。

最近在美国科罗拉多州丹佛市举行的美国物理学会会议上描述了新提出的“雪球室” 。

它使用过冷水,如果灰尘颗粒等杂质含量足够低,并放置在足够光滑的容器中,可以小心地冷却到低于零摄氏度的正常冰点的状态。

纽约州奥尔巴尼大学的物理学家Matthew Szydagis说,在那种状态下,液体是“亚稳态的”,这意味着它既不稳定也不稳定。不受干扰,它仍然是液体。

但是“水想要冻结,所以在足够的干扰下你可以触发冷冻过程,”他解释道。

这就是迪士尼冰雪奇缘的所在,其女主角艾尔莎可以神奇地让水瞬间冻结。

在现实世界中,这个过程不会那么快地发生,但是可以通过将它们撞在台面上,在几秒钟内将瓶子的水小心地过冷却到例如零下12摄氏度。

但它不会受到任何近乎大的干扰,使过冷水开始成核为雪花大小的晶体。Szydagis说,粉碎成水分子的入侵亚原子粒子也会使物质摇晃得足以形成类似雪球状的晶体。

在测试中,该过程很容易检测到中子,并且对中微子也很敏感。但它不受伽马辐射的影响。

在某种程度上,这可能使其有助于开发先进的中微子探测器。但是,Szydagis说,寻找暗物质更有趣。

“如果暗物质碰巧发生在中子质量周围,或者像其他中子那样,那么这将成为理想的探测器,”他解释道。

他补充道,这使得它成为潜在暗物质探测器库的有用补充,因为大多数其他探测器更适合检测更高质量的粒子。它忽略伽马射线的事实提高了它的灵敏度,因为暗物质寻求者不必担心背景辐射淹没系统。

Szydagis补充说,术语“雪球室”的灵感来自云室和气泡室,它们可以检测亚原子粒子与水蒸气和热水的相互作用。

“这两个名称平行[这两个],这些技术几十年来一直在粒子物理学中发挥作用,”他说。

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