越来越多的反物质在撞击地球, 科学家也不知道为什么

2017-11-28 12:52

据国外媒体报道，正电子是一种反物质粒子，指质量、带电量和电子完全相同，但带正电荷的粒子。当正电子遇到电子时，会与之发生湮灭，转变为光子。此前有观测发现，宇宙中的正电子撞击地球的频率要比原先预计的高得多。正电子出现在高速冲向地球的宇宙射线中，最初科学家认为脉冲星是造成这一现象的原因，但一项新研究指出，情况可能并非如此。
宇宙射线由能量极高的粒子组成，因此能以极快的速度撞向地球。正电子在这些粒子中只占了很小的一部分，它们从何而来？如何产生？我们还无法确切得知。更令人困惑的是，在2008年，位于地球轨道的帕梅拉（PAMELA）卫星探测到了数量超乎寻常的高能正电子。对于这一异常现象，天文学家提出了两种假说：一是来自脉冲星等天体物理源；而是来自暗物质粒子的衰变。
一个国际研究团队对墨西哥HAWC（High-Altitude Water Cherenkov）伽马射线天文台的观测数据进行了分析，以验证这些过量正电子是否来自脉冲星等天体。脉冲星是一种中子星，能利用超强的磁场将带电粒子以强射束的形式抛出。当脉冲星自转时，会导致射束旋转摆动，从地球上看就呈现出一系列稳定、快速的脉冲——这也是“脉冲星”这个名字的由来。
当脉冲星的射束击中周围的尘埃和气体时，就如同进入了一台巨大的粒子加速器。在粒子相互碰撞的过程中，从能量中产生了新的物质，比如正电子；而在碰撞的冲击波下，正电子会以极快的速度向外扩散。当然，这一切都只是理论上的推测。

因此，当HAWC天文台近期探测到两颗位于数百万光年之外的脉冲星时，天文学家似乎很有机会对以上假说进行验证。“HAWC天文台的探测器记录了一定数量的电子发出的伽马射线，这些电子产生于脉冲星，并被脉冲星加速到极其高能的状态，”波兰科学院的物理学家弗朗西斯科（Francisco Salesa Greus）说，“基本的问题是：这些电子的相互作用是否足够，使它们能接下来产生相应数量的正电子？”
问题的答案是否定的。经过17个月的数据采集和细致分析，研究人员发现脉冲星只能解释一部分正电子，而实际探测到的正电子数量远远超过了估计值。他们的研究结果发表在近期的《科学》（Science）杂志上。
研究负责人之一、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的博士后研究者周浩解释称

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