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 細說暗物質(下)

細說暗物質(下)

筆者有位粒子物理學家朋友對我說起他對暗物質的看法:『暗物質既然是物質,那勢必應有粒子的特性,並可以用實驗儀器捕捉起來研究才對。』這一番話縱然說出絕大部分粒子物理學家的心聲,但可惜的是,除了熱平衡暗物質必需擁有足夠大的作用力以維持早期熱平衡以及產生正確的當前豐度存量外,目前其他的暗物質證據皆來自重力的研究,很難用於測量暗物質的粒子特性。另一方面,暗物質並不是當前粒子標準模型所預測的粒子,比如,標準模型內的微中子只能是熱暗物質,並不能形成宇宙結構比如銀河系。然則,絕大部分粒子物理學家還是相信暗物質擁有粒子特性,其根本原因仍舊是來自於標準模型本身,因為標準模型雖然好但不完美,仍擁有一些無法解決的問題,像是為什麼沒有右手微中子、左手微中子具有不為零的微小質量、強CP問題、希格斯粒子的階級性問題(Higgs hierarchy problem) 等等。當粒子理論學家嘗試要建構一個可以解決以上這些問題的模型時,那些因需要被引入的新粒子卻可以很自然的符合暗物質三大條件。所以粒子物理仍是研究暗物質領域的主流學科之一,但為避免過於偏頗,筆者除將根據 2018 年物理網站 (https://phys.org) 所挑選的五大熱門粒子暗物質外另加上原初黑洞做簡單介紹。
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