中研院震撼研究 否定美研究團隊暗物質證據
▲建置在臺電核二廠的「國聖微中子實驗室」。(圖/取自臺灣微中子實驗(TEXONO)團隊網頁)
中央研究院物理所研究員王子敬近來發表一篇論文,否定美國研究團隊在2011年提出的暗物質的證據與詮釋,刊登於重要期刊《物理評論通訊》(Physical Review Letters),獲得國際重視。
王子敬表示,「暗物質」是宇宙的主要成分之一,但人類至今仍不瞭解其特性,甚至無法確切掌握暗物質存在於何處。美國CoGeNT團隊於2011年發表重要數據,被認爲是支持低質量暗物質存在的證據。但這項革命性的發現,卻被中研院抓出漏洞。
王子敬所領導的臺灣微中子實驗(TEXONO)團隊,利用在覈電二廠內的「國聖微中子實驗室」裡的低背境屏蔽裝置,發展出一套嶄新的校正分析工具,提高實驗靈敏度,能夠排除「表面事例」,即受宇宙射線影響的數據。
王子敬以上述工具分析美國CoGeNT發表的數據,得到一個震撼結論:CoGeNT提出的範圍內,並沒有找到暗物質,駁斥該實驗詮釋。中研院指出,實驗的關鍵技術,是在排除背境事例中,必須作篩選效率的測量。TEXONO的數據,說明CoGeNT實驗在此環節上之不足。
王子敬進一步解釋,CoGeNT找尋暗物質的方式是取一段長時間的研究數據,扣除「表面事例」後,剩下來無法解釋的部分,即理解爲暗物質。這樣「反推」的實驗方式,爲世界大多數研究團隊採用。中研院TEXONO則是進一步再反推出CoGeNT的數據,其實大都是能解釋的。
王子敬表示,中研院團隊提出新的工具後,CoGeNT已迅速提出修正,並堅持仍有一小部分範圍,可能有暗物質存在。
「每一個不尋常的東西,都需要很嚴格的看待。」王子敬說,暗物質是各國競逐的研究方向,中研院提出的工具,雖然不是「改寫教科書」的重大發現,但爲提升暗物質研究的效率、精確性,往前邁進一步。
▼近太陽系1萬3000光年內訪暗物質無功而返。(圖/中研院天文網)
中研院表示,TEXONO團隊持續提升探測器靈敏度,減低背境訊號,同時與中國大陸清華大學爲首的研究團隊合作,在位於中國四川,爲目前世界最深的「中國錦屏山地下實驗室」進行研究,以其極低宇宙線輻射背境的優勢,運用團隊已掌握的技術經驗,開展找尋暗物質的研究計劃。預期可更上層樓,站在國際舞臺前端,進一步拓展偵測暗物質的實驗視窗。
「臺灣微中子實驗」(TEXONO),爲中研院院物理所主導的國際研究計劃,有來自臺灣、中國大陸、印度與土耳其的研究單位參與,並獲中研院深耕計劃與國科會經費支持。團隊於2000年在臺電核二廠建置「國聖微中子實驗室」,在微中子磁矩、微中子電弱作用等課題上,取得世界水準的成績,爲國際同儕肯定。