美科學家提出中子能衰變成暗物質粒子

新華社北京１月１３日電 作為一種最尋常的基本粒子，中子可能有著不同尋常的黑暗秘密。美國科學家新近提出，中子會衰變成暗物質粒子，這種中子「暗衰變」可以解釋中子壽命「測不準」的原因。

被束縛在原子核里的中子很穩定，但自由中子的壽命大約只有１５分鐘，它會進行貝塔衰變，產生一個質子、一個電子和一個反中微子。測量自由中子的壽命有兩種主要方法，一種是根據衰變產物來推算，另一種是把中子束縛在容器里，統計特定時間後剩下的中子數量。

到目前為止，這兩種方法的測量結果始終存在約８秒的差異，根據衰變推算的結果約為８８８秒，束縛在容器里的方法為８７９．６秒。這有可能是因為存在系統誤差，但也可能是因為中子還有不為人知的衰變方式，只統計貝塔衰變會把中子壽命估計得過長。

英國《新科學家》雜誌最近報道，美國加利福尼亞大學聖迭戈分校的兩位物理學家提出，中子可能衰變成暗物質粒子。中子每發生一百次衰變，大約有一次是這樣的「暗衰變」，產生的暗物質粒子質量與中子相近。

根據這個新模型，暗衰變會產生特定能量的單色光子和電子－正電子對，尋找這些粒子可以檢驗該理論是否正確。如果得到證據支持，這將是暗物質研究方面的一大突破；另一方面，確定自由中子的壽命也對物理學有重要意義。

根據目前的宇宙模型，我們熟悉的物質只佔宇宙的約５％，另有約２７％是除引力外基本不與普通物質相互作用的「暗物質」，還有約６８％是產生斥力而不是引力的「暗能量」。對於暗物質的本質，科學界提出了多種設想，包括一些假想中的粒子，如大質量弱相互作用粒子、軸子、惰性中微子等，但迄今尚無確切證據支持任何一種理論。

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