暗物质的研究_毕业论文

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摘要暗物质的研究是当今天文学和粒子物理学中非常有意义的重大前沿课题之一。本文首先介绍了暗物质的概念，暗物质的发展史以及证明暗物质存在的证据。然后将介绍暗物质的粒子和暗物质模型。我们还将介绍当今的三种关于探测暗物质粒子的实验方法。在本文的最后，将介绍目前关于暗物质的最新进展。47366

Abstract ：The search for dark matter is one of the most interesting forefront topics of Astronomy and particle physics. First , we explain the concept of dark matter , the history of its discovery and the evidence of its existence. Then, we explain dark matter particles and dark matter models. We also introduce three methods of dark matter detection .Finally, we describe the lastest news about the progress of dark matter.

毕业论文关键词：暗物质；粒子；模型；探测

Keyword: dark matter ；dark matter particles ；models ；detection

引言 4

1. 暗物质的研究 4

1.1什么是暗物质 5

1.2暗物质的发展 5

1.3暗物质存在的证据 5

2. 暗物质粒子和模型 6

3. 暗物质粒子的探测 8

3.1对撞机探测法 8

3.2直接探测法 8

3.3间接探测法 9

4. 结论 10

参考文献.... 11

引言

“宇宙最不可理解的是它竟然是可以理解的！”爱因斯坦在对于宇宙学的认识过程中，说出的这句话指引着我们去对宇宙的了解。但会，在过去的一百年的时间里，科学家研究和观测宇宙时，发现宇宙并不像我们人类用肉眼所看到的那样。可见星体的质量在宇宙的总质量中所占不到1%；所有由普通物质组成的松散气体和其他形态的物质所占的比例不到5%，大部分为我们所看不到的物质。因此，科学家用两个专业名词来描述这些看不到的物质——“暗物质”和“暗能量”。本篇论文将着重描述关于暗物质的研究。

在中国，对于暗物质的研究起步比较晚，但是随着中国越来越多的研究人员对此感兴趣，在暗物质的研究方面正在与国外缩小差距。在实验室和实验仪器设备方面，中国拥有一个离地面有两千多米（世界上最深）的地下实验室。另外，我们在地球的南极也拥有特别好的观测条件。在探究暗物质的实验方面，尤其是在中微子振荡方向的实验，中国科学家做出了非常杰出的工作。与此同时，清华大学等高校和研究院所从2010年开始在地下实验室自主开展暗物质的研究工作，并在2013年获得了中国首个自主研究成果。这个研究成果对于中国来说，具有重大意义。这不仅补充了中国关于暗物质研究领域的研究空白，并且也到达了国际一流水平。中国暗物质实验合作组新的实验结果是非常重要的一个进展。中国暗物质实验合作组目前正在建立国际上最大质量(10kg)的极低能量阈高纯锗探测器阵列，他们估计将在2015年开展正式暗物质实验研究。这些研究进展不仅为中国在未来开展更大规模的极低本底实验打下了非常坚实的技术基础，与此同时也把中国科学界关于暗物质研究的水平提高到国际前沿水平，缩小了与国际目前研究水平的差距。

国外科学家对于暗物质的研究最早开始于20世纪30年代，经过多年的研究，他们对于暗物质的研究相对于中国来多有更多的了解。在2012年4月，密歇根大学的Katherine Freese教授与瑞典斯德哥尔摩大学的Christopher Savage 教授计算出了人体组织和暗物质发生相互作用的几率。通过计算可知，地球上每个人每年要承受100000次的暗物质粒子碰撞。最近这些年，华裔物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中及其阿尔法磁谱仪项目团队宣布了他们对于暗物质的研究取得的最新成果，那就是通过借助阿尔法磁谱仪发现40万个正电子，而这些正电子极大可能就来自人类这些年一直在寻找的暗物质。通过安装在空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS），科学家已经发现了跟暗物质有关的线索。同时，通过低温暗物质搜寻、大型地下氙气实验等，科学家也都在努力寻找暗物质的踪影。而在今年，欧洲大型强子对撞机将重新启动，进行第二阶段的工作，通过大型强子对撞机，科学家们预测很有可能能观察到暗物质粒子的踪迹。