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什么是暗物质它是冷的、温的、还是热的

暗物质 2026-04-30 菜科探索 +
简介:图片蓝色部分为推测的暗物质分布(图片ESA/Hubble)暗物质看不见、摸不着、目前只存在于理论中,然而科学家却已经

【菜科解读】

什么是暗物质?它是冷的、温的、还是热的?

图片蓝色部分为推测的暗物质分布(图片ESA/Hubble)

暗物质看不见、摸不着、目前只存在于理论中,然而科学家却已经为候选的暗物质粒子按冷、温、热分好了类。

他们的分类标准是什么?不同类别的暗物质,在构建宇宙的过程中起了什么作用?我们又该如何寻找它们的踪迹?

半个世纪前,天文学家薇拉·鲁宾(Vera Rubin)和肯特·福特(Kent Ford)为了解释星系的旋转,认为大量证据显示宇宙中存在一种看不见的物质,这种物质现在被称为暗物质。

暗物质只通过引力与普通物质发生相互作用,但数量极多,占宇宙中所有物质的85%。

暗物质为塑造可见物质发挥了关键作用。

从我们的银河系到遥远星系间的气体纤维,它们的形成过程都有暗物质的参与。

美国天体物理学家凯沃克·阿巴扎吉安(Kevork Abazajian)说:我们相信暗物质存在,因为在多种尺度下都有支持它存在的证据。

关于暗物质的形态存在很多观点,从行星大小的物体(被称为MACHO)到单个粒子(如大质量弱相互作用粒子WIMP,大约质子大小),甚至更小的轴子(axion)和惰性中微子,不一而足。

20世纪80年代起,科学家将候选的暗物质粒子按冷、温、热分类。

分类标准基于粒子在早期宇宙中的速度,而这又取决于粒子质量及其诞生时的环境温度。

轻而快的粒子被称为热暗物质,重而慢的粒子被称为冷暗物质,温暗物质则介于二者之间。

在这一标准下,WIMP是冷暗物质,惰性中微子是温暗物质,早期宇宙残留的中微子是热暗物质。

(轴子是一个特例,它既轻又极冷。

我们稍后细说。

为什么科学家如此重视粒子的速度呢?阿巴扎吉安说:轻而快的暗物质粒子可以在相同时间内走得更远,抹平沿途存在的任何结构。

相反,慢而冷的暗物质则有助于构建结构。

根据我们现有的知识,慢而冷的暗物质一定是宇宙组成成分之一。

建造星系

科学家对每种候选暗物质粒子的形成时间和形成方式尚未有定论。

他们唯一确定的是,暗物质在宇宙大爆炸后大约75 000年就已经存在了。

从那时起,‘物质’超越‘辐射’成为宇宙的主宰,像‘种子’一样的微小的物质结构开始形成,美国斯坦福大学(Stanford University)理论物理学家彼得·格雷厄姆(Peter Graham)说。

新生宇宙是一锅炽热而致密的宇宙汤,其中粒子碰撞,产生了大多数类型的暗物质粒子。

这与大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)中,高能粒子碰撞产生新粒子的过程大致相同。

事实上,暗物质可能存在多种类型。

随着宇宙的膨胀和冷却,暗物质粒子最终变为冷暗物质、温暗物质、热暗物质。

当暗物质在宇宙中自由流动时,每种类型的暗物质都会对沿途的物质结构产生独特影响。

科学家形容暗物质在宇宙中自由‘流动’,这个术语有点误导人。

阿巴扎吉安说,因为顺着河水流动的树叶都朝着同一个方向前进,但流动的暗物质却无处不在,向四面八方散播。

它们有的增加物质的聚集度、从而促进星系的形成,有的阻碍星系的形成。

冷暗物质可以促进物质聚集,比如WIMP。

因为它们的移动速度足够慢,能够汇聚在一起形成引力井,从而捕获附近的物质,使物质聚集。

而热暗物质则会拆散聚集的物质,因为它们的移动速度如此之快,以至于可以忽略引力井的吸引。

意大利博洛尼亚大学(University of Bologna)理论物理学家西尔维娅·帕斯科利(Silvia Pascoli)说:如果宇宙中只有热暗物质,那么微小的物质结构‘种子’就不可能成长为更大的结构。

因此科学家认为,热暗物质粒子只占暗物质的一小部分,如宇宙早期遗留的中微子。

但作为目前唯一确定的暗物质,这类中微子也对宇宙的进化产生了重要的影响。

你可以把温暗物质视为最好的暗物质,它们可以让宇宙充满恰到好处的物质结构。

惰性中微子是温暗物质的首选粒子,在理论上它可以占暗物质的绝大多数。

阿巴扎吉安研究了早期宇宙中特定类型的中微子振荡如何产生惰性中微子暗物质,他说:然而大部分参数空间(可能存在的条件集)已经被排除了。

尽管同样的振荡今天可能还在发生,但一般的中微子在真空中通过标准振荡转化为惰性中微子的概率极低,估计在10万分之一到100万亿分之一之间。

你必须使用非常好的计数机制,才能在100万亿次撞击中不遗漏一次惰性中微子的撞击。

阿巴扎吉安说。

也就是说,也有一些实验正在尝试不依赖撞击产生惰性中微子方法。

轴子与其他候选暗物质粒子不同,它们非常轻、非常冷。

轴子的质量轻到可以用波来描述它,轴子场可以传播几公里。

轴子与其他物质的耦合很弱,以至于在早期宇宙粒子疯狂碰撞的热汤中,几乎也不会产生任何轴子。

轴子的产生方式与其他的候选暗物质粒子天差地别。

尽管当时的宇宙非常热,但轴子在诞生时就非常冷,并将永远保持冷的状态。

格雷厄姆说,轴子的温度接近绝对零度,而在这个温度下几乎所有的运动都停止了。

所以本质上轴子是不运动的。

它们像是幽灵般的液体,而其他的一切都在其中流动。

寻找各种各样的暗物质

部分科学家认为,想要解释我们在宇宙中看到的所有事物,需要不止一种类型的暗物质。

尽管在过去的几年里,旨在检测WIMP和产生暗物质粒子的LHC碰撞试验全都无果而终,但搜寻暗物质的研究仍未停歇。

科技的进步带来了许多巧妙的实验方法,或许能让我们发现更轻、更奇异的暗物质粒子。

部分寻找暗物质的实验,利用了暗物质在创造物质结构的过程中起到的作用。

加州大学欧文分校的科学家西蒙娜·穆尔吉亚(Simona Murgia )在美国能源部SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory进行博士后研究时,她带领的研究团队曾用费米伽马射线太空望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope)寻找WMIP与其反粒子之间的碰撞现象。

现在她所在的国际科学家团队,将在智利的维拉·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory)使用世界上最大的数码相机,对南部天空进行大规模的研究。

这项研究的目标之一,是观察可见星系发出的光线如何被暗物质弯曲,以更好地掌握暗物质的分布。

该相机将在10年间拍摄大约200亿个星系的图像,科学家希望由此推断出塑造它们的暗物质的基本性质。

星系的分布越聚集,就越符合冷暗物质的理论。

穆尔吉亚说,我们不仅想知道暗物质是否真的存在,更想明白暗物质究竟是什么。

原文链接:

https://www.symmetrymagazine.org/article/is-dark-matter-cold-warm-or-hot

医疗保险可以在什么范围内报销

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宿州医保报销范围包括以下几类费用:1.基本医疗保险诊疗项目报销基本医疗保险诊疗项目应符合以下条件:临床诊疗必须、安全有效、费用适宜。

由物价部门制定了收费标准。

由定点医疗机构为参保人员提供的定点医疗服务范围内。

基本医疗保险支付部分费用的诊疗项目范围按照法规的《基本医疗保险诊疗项目范围》确定。

属于基本医疗保险支付部分费用诊疗项目目录以内的,先由参保人员按法规比例自付后,再按基本医疗保险的法规支付。

属于职工基本医疗保险不予支付费用诊疗项目目录以内的,职工基本医疗保险基金不予支付。

2.基本医疗保险药品报销甲类药品:全国基本统一、能保证临床治疗基本需要的药物,这类药物的费用纳入基本医疗保险基金给付范围,并按基本医疗保险的给付标准支付费用。

乙类药品:这类药物先由职工支付一定比例的费用后,再纳入基本医疗保险基金给付范围,并按基本医疗保险给付标准支付费用。

乙类药物目录由各省、自治区、直辖市根据自身情况调整。

不纳入基本医保报销范围的药品包括:主要起营养滋补作用的药品。

部分可以入药的动物及动物脏器,干(水)果类。

用中药材和中药饮片泡制的各类酒制剂。

各类药品中的果味制剂、口服泡腾剂。

血液制品、蛋白类制品(特殊适应症与急救、抢救除外)。

社会保险有关部门法规基本医疗保险基金不予支付的其他药品。

3.基本医疗服务设施报销基本医保医疗服务设施费用的报销涵盖了参保人员在接受诊断、治疗和护理过程中必须的生活服务设施,主要包括住院床位费或门(急)诊留观床位费。

基本医疗保险基金不予支付的生活服务项目和服务设施费用,主要包括:就(转)诊交通费、急救车费。

空调费、电视费、电话费、婴儿保温箱费、食品保温箱费。

陪护费、护工费、洗理费、门诊煎药费。

膳食费。

文娱活动费以及其他生活服务费用。

4.其他报销范围抢救期间医疗费用:原则上医疗费用按医保标准执行,但需对合理的、必要的自费药品和进口药品等进行审核。

住院期间医疗费:包括床位费、治疗费、护理费、手术费、检查费等,但需根据医保方案进行审核,与伤情无关的费用不予赔付。

康复理疗费:按当地医保标准执行,原则上不得超过法规项目数量,医保范围以外的康复理疗不予赔偿。

救护车费:按当地卫生部门及物价部门核定的标准计算。

续医费:必须在出院证明或诊断证明上主管医生有记录需要继续治疗或定期复查或记录了后续治疗费用,同时被保险提供的赔偿支付凭证上记录已经支付了后续费用的才可审核续医费。

审核续医费根据病情需要,对明显超出病情需要的不予赔偿。

另外,恶性肿瘤放射治疗和化学治疗、肾透析、肾移植后服抗排异药的门诊医疗费用也纳入医保报销范围。

注意事项医保报销范围可能因地区、医保类型(如职工医保、居民医保等)以及具体方案调整而有所差异。

参保人员在使用医保时,应提前了解当地的医保方案,以便更好地享受医保待遇。

如有任何疑问或需要进一步的帮助,咨询当地的医保经办机构或相关部门。

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乙类药品:这类药物先由职工支付一定比例的费用后,再纳入基本医疗保险基金给付范围,并按基本医疗保险给付标准支付费用。

乙类药物目录由各省、自治区、直辖市根据自身情况调整。

不纳入基本医保报销范围的药品包括:主要起营养滋补作用的药品。

部分可以入药的动物及动物脏器,干(水)果类。

用中药材和中药饮片泡制的各类酒制剂。

各类药品中的果味制剂、口服泡腾剂。

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2.基本医疗保险诊疗项目报销诊疗项目需符合以下条件:临床诊疗必须、安全有效、费用适宜。

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基本医疗保险支付部分费用的诊疗项目范围按照法规的《基本医疗保险诊疗项目范围》确定。

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不纳入基本医保报销范围的生活服务项目和服务设施费用包括:就(转)诊交通费、急救车费。

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4.其他报销范围抢救费用:抢救期间的医疗费用原则上按医保标准执行,包括手术麻醉药、止血药、输血(输血互助费除外)、输氧、监测等费用。

康复费用:包括康复理疗费和换药及康复功能训练费用,按当地医保标准执行。

住院前后费用:住院前留观7日内的医疗费用以及恶性肿瘤放射治疗和化学治疗、肾透析、肾移植后服抗排异药的门诊医疗费用。

门诊特殊病费用:如各种肿瘤患者的放、化疗及肾功能衰竭需要透析的门诊费用,视同住院费用进行补偿。

注意事项医保报销比例和限额可能因地区、医保类型、医院级别等因素而有所不同。

异地就医时,报销比例和流程可能有所差异,且需要提前办理转诊或备案手续。

参保人员在使用医保时,应提前了解相关方案,以便更好地享受医保待遇。

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