暗物質可探測參數空間擴寬兩個數量級

科技日報合肥8月10日電 (記者吳長鋒)記者10日從中國科學技術大學獲悉，該校特任研究員杜佩之與國際合作組合作，利用詹姆斯·韋伯空間望遠鏡數據進行強相互作用暗物質直接探測研究，成功克服地面實驗的探測侷限，將可探測參數空間擴寬兩個數量級，爲未來空間暗物質探測提供了理論基礎。研究成果日前發表於《物理評論快報》。

探測暗物質的本質對於完善粒子物理標準模型、理解宇宙形成與演化至關重要。然而，地面實驗對於強相互作用暗物質存在探測盲區。研究人員選取了詹姆斯·韋伯空間望遠鏡近紅外譜儀的暗圖像進行分析。這類數據因不受外界光源的影響，可以很好地標定宇宙射線、儀器自身噪聲等環境噪聲，並且可能蘊含暗物質信號。

研究團隊提出了新的暗圖像處理方法，有效排除高能事件干擾，得到暗物質的全新約束。此約束填補了地面實驗的探測空白，使可探測參數區間擴寬兩個數量級，並將宇宙中此類強相互作用暗物質在總暗物質的丰度佔比限制爲0.4%以下。

此次研究揭示了空間探測器探測強相互作用暗物質的獨特優勢以及可行性。研究採用的分析方法可運用到其他空間望遠鏡數據，併爲未來空間暗物質探測器的設計及數據處理提供堅實的理論支撐，將在暗物質直接探測領域發揮重要作用。