美科學(xué)家提出中子能衰變成暗物質(zhì)粒子理論，迄今尚無確切證據(jù)

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(xué)家新近提出，中子會(huì)衰變成暗物質(zhì)粒子，這種中子“暗衰變”可以解釋中子壽命“測(cè)不準(zhǔn)”的原因。

被束縛在原子核里的中子很穩(wěn)定，但自由中子的壽命大約只有１５分鐘，它會(huì)進(jìn)行貝塔衰變，產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)子、一個(gè)電子和一個(gè)反中微子。測(cè)量自由中子的壽命有兩種主要方法，一種是根據(jù)衰變產(chǎn)物來推算，另一種是把中子束縛在容器里，統(tǒng)計(jì)特定時(shí)間后剩下的中子數(shù)量。

到目前為止，這兩種方法的測(cè)量結(jié)果始終存在約８秒的差異，根據(jù)衰變推算的結(jié)果約為８８８秒，束縛在容器里的方法為８７９．６秒。這有可能是因?yàn)榇嬖谙到y(tǒng)誤差，但也可能是因?yàn)橹凶舆€有不為人知的衰變方式，只統(tǒng)計(jì)貝塔衰變會(huì)把中子壽命估計(jì)得過長。

英國《新科學(xué)家》雜志最近報(bào)道，美國加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校的兩位物理學(xué)家提出，中子可能衰變成暗物質(zhì)粒子。中子每發(fā)生一百次衰變，大約有一次是這樣的“暗衰變”，產(chǎn)生的暗物質(zhì)粒子質(zhì)量與中子相近。

根據(jù)這個(gè)新模型，暗衰變會(huì)產(chǎn)生特定能量的單色光子和電子－正電子對(duì)，尋找這些粒子可以檢驗(yàn)該理論是否正確。如果得到證據(jù)支持，這將是暗物質(zhì)研究方面的一大突破；另一方面，確定自由中子的壽命也對(duì)物理學(xué)有重要意義。

根據(jù)目前的宇宙模型，我們熟悉的物質(zhì)只占宇宙的約５％，另有約２７％是除引力外基本不與普通物質(zhì)相互作用的“暗物質(zhì)”，還有約６８％是產(chǎn)生斥力而不是引力的“暗能量”。對(duì)于暗物質(zhì)的本質(zhì)，科學(xué)界提出了多種設(shè)想，包括一些假想中的粒子，如大質(zhì)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(jù)支持任何一種理論。