中微子是暗物质吗?

物理学家所理解的中微子不能构成暗物质。标准模型解释了基本构件——基本粒子——以及四种已知力中的三种如何创造了宇宙。基本粒子是不由任何其他粒子组成的亚原子粒子;电子就是一个例子,中微子也是。

将中微子排除在暗物质之外的原因是,在标准模型中,它们被认为是“热”粒子,这意味着它们以接近光速的速度行进。对于构成暗物质的粒子,它必须是“冷的”,或者说与光相比传播速度较慢。

中微子图片
中微子图片

暗物质在宇宙形成中的主要作用是将自身聚集成大质量核心,然后大质量的引力吸引普通物质,形成宇宙的大尺度结构。如果暗物质是热的,粒子就会移动得太快而无法形成这些团块,这意味着就不会有星系(至少,在我们观察到的尺度上不会)。我们仍然观察到这些围绕着星系的暗物质团块或暗物质晕。

中微子将它们排除在暗物质候选者之外的另一个原因是它们实际上并不是不可见的——至少不是物理学家定义它的方式。当科学家提到一个看不见的粒子时,通常意味着与另一个粒子的碰撞从未被观察到。但研究人员已经看到中微子通过弱力与其他粒子相互作用。

希望暗物质不是完全看不见的;否则我们永远无法通过“看到”它来直接检测到它。由于暗物质已被证实在引力作用下相互作用,天文学家和粒子物理学家希望它有一些高度抑制的相互作用有待观察。

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