一種不尋常的銫原子形式正在幫助昆士蘭大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組揭示構(gòu)成宇宙的未知粒子。

來自昆士蘭大學(xué)數(shù)學(xué)與物理學(xué)院的Jacinda Ginges博士說，這種不尋常的原子 - 由一個(gè)普通的銫原子和一個(gè)稱為μ介子的基本粒子組成 - 對(duì)于更好地理解宇宙的基本組成部分可能是必不可少的。

“我們的宇宙對(duì)我們來說仍然是一個(gè)謎，”金吉斯博士說。

“天體物理學(xué)和宇宙學(xué)觀測(cè)表明，我們所知道的物質(zhì) - 在物理學(xué)中通常被稱為'標(biāo)準(zhǔn)模型'粒子 - 僅占宇宙物質(zhì)和能量含量的百分之五。

“大多數(shù)物質(zhì)都是'黑暗'的，我們目前知道標(biāo)準(zhǔn)模型中沒有粒子或相互作用可以解釋它。

“尋找暗物質(zhì)粒子是粒子物理學(xué)研究的最前沿，我們對(duì)銫的工作可能對(duì)解決這個(gè)謎團(tuán)至關(guān)重要。

這項(xiàng)工作也可能有一天改進(jìn)技術(shù)。

“原子物理學(xué)在我們每天使用的技術(shù)中發(fā)揮著重要作用，例如使用全球定位系統(tǒng)(GPS)進(jìn)行導(dǎo)航，原子理論將繼續(xù)在推進(jìn)基于原子的新量子技術(shù)方面發(fā)揮重要作用，”金格斯博士說。

通過理論研究，Ginges博士和她的團(tuán)隊(duì)提高了對(duì)銫原子核的磁性結(jié)構(gòu)，它在原子銫中的作用以及奇怪而奇妙的μ介子的影響的理解。

“μ介子基本上是一個(gè)重電子——質(zhì)量是電子的200倍——它繞原子核的軌道比電子快200倍，”金吉斯博士說。

“正因?yàn)槿绱耍梢圆蹲降皆雍私Y(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。

“這聽起來很復(fù)雜，但簡(jiǎn)而言之，這項(xiàng)工作將有助于改進(jìn)用于尋找新粒子的原子理論計(jì)算。

研究人員表示，通過使用精確的原子測(cè)量，新方法可以提供更高的靈敏度和尋找新粒子的替代技術(shù)。

“你可能聽說過歐洲核子研究中心(CERN)的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)，這是世界上最大、最強(qiáng)大的粒子加速器，它以高能量將亞原子物質(zhì)粉碎在一起，以找到以前看不見的粒子，”金吉斯博士說。

“但是我們的研究可以提供更高的靈敏度，通過一種替代技術(shù)來發(fā)現(xiàn)新的粒子 - 通過精確的原子測(cè)量。

“它不需要巨大的對(duì)撞機(jī)，而是使用精密儀器在低能量下尋找原子變化。

“與其說是爆炸性的高能碰撞，不如說它相當(dāng)于創(chuàng)造了一個(gè)超靈敏的'顯微鏡'來見證原子的真實(shí)本質(zhì)。

“這可能是一種更敏感的技術(shù)，揭示粒子對(duì)撞機(jī)根本看不到的粒子。

在最近被新聞報(bào)道之后，銫正在經(jīng)歷一個(gè)時(shí)刻，作為放射性膠囊中的元素，在西澳大利亞的內(nèi)陸失蹤，隨后被發(fā)現(xiàn)。

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