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美國《連線》雜志近期刊文稱：經(jīng)過多年的失敗尋找，暗物質(zhì)搜尋者們開始轉(zhuǎn)向。之前被公認為最大可能是暗物質(zhì)組成成份的弱相互作用的大質(zhì)量粒子（WIMPs）受到了物理學(xué)家的質(zhì)疑，物理學(xué)家為此紛紛提出新的理論和實驗，對暗物質(zhì)的組成繼續(xù)探索。

以下為文章翻譯：

物理學(xué)家非常坦率的承認：他們不知道暗物質(zhì)由什么組成。

耶魯大學(xué)的物理學(xué)家Reina Maruyama說：“我們都在撓頭”。

華盛頓大學(xué)的物理學(xué)家Gray Rybka說：“我們的直覺認為，暗物質(zhì)80%的可能是這種樣子，20%的可能是另一種樣子”。他這樣想不是基于科學(xué)，他說：“這是基于民間智慧”。

通過望遠鏡，他們觀察到大量的關(guān)于暗物質(zhì)的證據(jù)。他們觀察到，星系的旋轉(zhuǎn)速度遠遠高它們可見質(zhì)量所允許的。根據(jù)已經(jīng)建立的引力方程，這些星系應(yīng)該解體，就像蛋糕面糊從旋轉(zhuǎn)的攪拌機上脫落一樣。大家普遍認為，一定有某種看不見的物質(zhì)——暗物質(zhì)，將這些星系連接在一起。觀測的結(jié)果顯示暗物質(zhì)由擴散物質(zhì)組成，Maruyama說：“有點像棉球（擴散物質(zhì)）”。他與其他專家共同牽頭了一個名為COSINE-100的暗物質(zhì)研究項目。

然而在地球上，暗物質(zhì)的線索并不多?？紤]到星系的旋轉(zhuǎn)速度，暗物質(zhì)應(yīng)該占到宇宙物質(zhì)的85%，包括在我們小家園地球上也是如此。但是只有一個實驗，在意大利的探測器DAMA曾記錄了地球上存在暗物質(zhì)的令人信服的證據(jù)。與該實驗無關(guān)的Maruyama說“其他的實驗也有暗示，但是DAMA是唯一一個有強烈信號的”。二十年來，DAMA一直測量不同的信號，在六月份信號到達峰值，在十二月份信號下降。這種信號表明，暗物質(zhì)以不同的速度撞擊地球，這一速度與地球在軌道在的位置有關(guān)。這與理論預(yù)測相符。

但是這項研究沒有產(chǎn)生其他有希望的信號。今年，一些探測器報告了一些無效的發(fā)現(xiàn)。XENON1T是一個與DAMA一樣，位于同一個意大利實驗室的探測器，今年五月它宣布沒有發(fā)現(xiàn)任何東西。熊貓-X是一個在中國進行的實驗，實驗組今年七月發(fā)表文章稱，他們沒有發(fā)現(xiàn)任何東西。Maruyama的團隊發(fā)布，他們的探測器（韓國版的DAMA探測器，由大約200磅碘化銀制成）未能成功復(fù)制意大利前輩的結(jié)果。

這些實驗都是被設(shè)計用來尋找一種特定的暗物質(zhì)候選體，這是一種理論化的粒子類型，被稱為弱相互作用的大質(zhì)量粒子（WIMPs），其重量應(yīng)該是電子的100萬倍左右。WIMPs多年來一直主導(dǎo)著暗物質(zhì)研究，但加州大學(xué)伯克利分校的天體物理學(xué)家Miguel Zumalacarreguiyi早已厭倦了它們。大約十年前，當Zumalacarreguiyi還是一名博士時，WIMP的研究人員就已經(jīng)承諾即將有一項發(fā)現(xiàn)。Zumalacarreguiyi說：“他們只是空手而還”。

Zumalacarreguiyi不是唯一一個對WIMP感到厭倦的人。Rybka說，從某些方面來說，他很久以前就開始厭倦WIMP。Rybka與其他人共同領(lǐng)導(dǎo)一項實驗，該試驗正在研究另一種暗物質(zhì)候選者：一種叫做軸子的精致粒子，大約比電子輕10億倍，比WIMP輕得多。今年四月，軸子暗物質(zhì)實驗合作組織宣布，他們終于調(diào)整好了探測器，使其足夠敏感，可以探測軸子。

Rybka稱，探測器的運作有點像調(diào)幅收音機。機器內(nèi)部的強磁鐵會將進入的軸子轉(zhuǎn)換成無線電波，然后探測器會探測到這些電波?！耙驗槲覀儾恢垒S子的確切質(zhì)量，所以我們不知道該調(diào)到哪個頻率”Rybka說，“所以我們一邊聽一邊慢慢轉(zhuǎn)動旋鈕，大部分時間我們聽到的都是噪聲。但希望有一天，我們能調(diào)到合適的頻率，聽到那種純凈的聲音”。

Rybka把賭注壓在了軸子上，因為它們還能解開物理學(xué)中另一個長期存在的謎團：夸克如何結(jié)合在一起形成原子核的。他說“這似乎太好了，不可能只是巧合，這個來自核物理的理論碰巧制造了適量的暗物質(zhì)”。

當Rybka團隊在地球數(shù)據(jù)中尋找軸子的蹤跡時，天體物理學(xué)家們在空間中尋找線索。在十月份發(fā)表的一篇論文中，Zumalacarreguiyi和他的一位同事排除了一個舊觀點，即：暗物質(zhì)主要由黑洞組成。他們是通過二十多年對超新星觀測得出這個結(jié)論。當超新星經(jīng)過黑洞的后面，黑洞的引力會使超新星的光發(fā)生折射，使其看起來更亮。光線越亮，黑洞質(zhì)量越大。因此，通過將數(shù)百顆超新星的亮度制成表格，他們計算出，那些至少是太陽百分之一大小的黑洞可以占到暗物質(zhì)的40%，僅此而已。

“我們正處在我們的最佳理論似乎即將被打破的時期”，牛津大學(xué)的天體物理學(xué)家Jamie Farnes說，“我們顯然需要一些新想法。關(guān)于宇宙如何運行，我們正在錯失一些關(guān)鍵的東西”。

Farnes試圖填補這一空白。在去年12月發(fā)表的一篇論文中，他提出，暗物質(zhì)可能是一種向你移動的奇怪流體，如果你試圖推開它。他對包含這種流體的宇宙建立了簡單的模擬，發(fā)現(xiàn)它還可能解釋宇宙為什么在膨脹，這是物理學(xué)中另一個長期存在的謎。他謹慎地指出，他的想法是推測性的，目前還不清楚他的這些想法是否與之前的望遠鏡的觀測和暗物質(zhì)的實驗一致。

盡管人們熱衷于新方法，但WIMPs仍也可能是暗物質(zhì)。Maruyama在韓國的實驗排除了“大多數(shù)人討論的規(guī)范的、普通的WIMP”，她說，但不為人知的與WIMP相近的物質(zhì)仍在討論之中。

重要的是要記住，當物理學(xué)家緊緊抓住他們喜歡的理論時，不管這些理論多么令人耳目一新，他們都需要能證實的數(shù)據(jù)。Farnes說“宇宙不在乎什么是美麗，什么是優(yōu)雅”。宇宙也不關(guān)心什么是時尚。對于我們來說，宇宙可能真的很不酷。

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