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暗物質可能是宇宙電波?科學家打造「天體收音機」準備收訊

科學界可能即將破解暗物質之謎!最新研究指出,一種被暱稱為「宇宙收音機」的新型探測器,有望在15年內捕捉到這種神秘物質的訊號。這項突破性技術將鎖定軸子(axion)這種假想粒子的特定頻率,而軸子被認為極可能是構成暗物質的關鍵成分。

由倫敦國王學院、哈佛大學和柏克萊加州大學等頂尖機構組成的國際團隊,4月16日在《自然》期刊發表重大研究成果。他們開發的革命性探測器,採用特殊材料產生「軸子準粒子」(AQ),原理就像調整收音機頻率般,試圖在浩瀚的電磁波譜中鎖定軸子的蹤跡。

暗物質佔宇宙總質量達85%,雖然無法直接觀測,但科學家早已透過其對星系的引力效應確認其存在。在眾多候選理論中,軸子因具備波粒二象性且與普通物質互動作用極弱,被視為最有可能的暗物質組成粒子。

研究團隊使用碲化鉍錳(MnBi₂Te₄)這種具有獨特電磁特性的二維材料,經過六年實驗室研發,終於能精準控制其原子層結構。哈佛大學首席研究員邱建翔解釋:「這種材料對空氣極為敏感,必須剝離到僅剩幾個原子層厚度才能精確調控其特性,讓我們得以觀察到軸子與其他量子實體的互動作用。」

倫敦國王學院的大衛・馬許博士興奮表示:「我們現在要打造的,本質上就是一臺能收聽銀河系廣播的收音機。技術已經就位,接下來就是擴大規模和耐心搜尋的問題。」團隊預估五年內可完成大型探測器建造,之後還需十年時間掃描可能藏有暗物質的高頻段(特別是兆赫茲範圍)。

這項發現讓學界為之振奮,馬許博士指出:「當前關於軸子的論文數量,已堪比希格斯玻色子發現前一年的盛況。自1983年理論預測軸子具有無線電波特性以來,我們終於快要『調到正確頻道』了!」