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  • 暗物質 失落的宇宙:介於「存在」與「不存在」之間, 一本書讀懂21世紀最重大的天文學難題
  • 點閱:81
  • 作者: 李金著
  • 出版社:清文華泉
  • 出版年:2021[民110]
  • ISBN:9789865552237
  • 格式:EPUB 流式
  • 附註:封面英文題名: Missing universe 原著書名: 寻找缺失的宇宙 : 暗物质
租期14天 今日租書可閱讀至2021-12-23

暗物質──被譽為21世紀的首席物理學難題,
數十年來,人們殫精竭慮研究,卻依然對它所知甚少……
暗物質既看不見、也觀測不到,科學家又憑什麼說它存在?

  ▎暗物質是什麼? 

  有一類物質暗藏在宇宙中,既不發光、也不吸收、反射或折射光,不僅在沒有光的黑暗中看不到,在有光線的環境中也完全透明,同樣看不到。
  這種不發光又絕對透明、在任何環境下都無法看到、卻又有質量的物質,就被稱為暗物質。

  ▎暗物質如何被發現?
  1933年,天文學家費里茨·茲威基(Fritz Zwicky)驚奇地發現:大型星系團內的星系,具有極高、又難以理解的運動速度,單靠我們所觀測到的星系團引力作用,根本不可能束縛這些星系在星系團內的高速運動──除非在星系團中,還有「看不見」的物質產生了強大的引力。
  此後,天文學家透過測量螺旋星系的旋轉速度、觀測重力透鏡、大尺度宇宙結構形狀,以及微波背景輻射等研究中的「奇特」現象,大膽猜想:宇宙中可能暗藏有大量「看不見」、卻又能透過重力作用被感知的暗物質,而且約占整個宇宙物質總量的85%!

  ▎基本模型的困惑:「超對稱粒子」是暗物質粒子嗎?
  基本粒子能被分為自旋為整數的玻色子(Boson),與自旋為半整數的費米子(Fermion),而將這兩類粒子聯繫起來的理論,就被稱為超對稱理論(SUSY)。
  遺憾的是,多年來這種理論所預言的那麼多超對稱粒子,人們不禁要問:它們會不會是暗物質粒子呢?

  ▎暗物質的頭號嫌疑人:WIMP粒子
  WIMP粒子,即大質量弱相互作用粒子(Week Interaction Massive Particle),是一種和普通粒子有弱交互作用、質量較大的假想粒子。

  WIMP粒子是基本粒子嗎?
  WIMP粒子本身之間有什麼樣的作用?
  WIMP粒子與普通物質粒子之間,除了引力之外還有其他交互作用嗎?
  如果有作用,是基本交互作用中的某一種呢,還是存在其他作用?

  ▎讓我們遨遊星際,尋找宇宙過去與未來的終極解答
  本書旨在向讀者深入淺出、圖文並茂介紹有關「暗物質」的基本知識,了解暗物質的來由,並從實驗的角度出發,討論探測暗物質的原理。

本書,就是你暗物質旅程的第一站。


李金 著

  • 自序
  • 前言
  • 第1章 詭祕暗物質的由來
    • 1.1 什麼是暗物質?
    • 1.2 詭異的暗物質真的存在嗎?
    • 1.3 可能的暗物質
    • 1.4 為什麼要探尋和研究暗物質
    • 小結
  • 第2章 暗物質的探測方略
    • 2.1 暗物質粒子的基本性質
    • 2.2 暗物質粒子的探測方略
    • 2.3 暗物質粒子WIMP的直接探測
    • 2.4 暗物質粒子WIMP的間接探測
    • 2.5 人工產生暗物質粒子
    • 小結
  • 第3章 探測行動前仆後繼
    • 3.1 尋找碰撞的直接探測
    • 3.2 尋找湮滅的間接探測
    • 3.3 人工產生暗物質的嘗試
    • 小結
  • 第4章 找到暗物質粒子了嗎?
    • 4.1 實驗證據的表述
    • 4.2 暗物質粒子的跡象或證據
    • 4.3 沒有看到任何「暗物質痕跡」
    • 4.4 目前還很難回答的問題
    • 4.5 展望未來
    • 小結
  • 附錄 在世界最深的地下尋找暗物質
    • 5.1 CJPL開展的 兩個直接探測暗物質的實驗
    • 5.2 CJPL的未來發展── CJPL-II
  • 後語
  • 參考文獻
  • 版權頁
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單本電子書
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