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物理学家计划想尽一切办法,检查暗物质是否能接收到不同类型的探测器所产生的刺激信号,例如,推动恒星光,或是使行星核心加热,甚至是检测深入岩层中的岩石来寻找暗物质。

自从20世纪80年代天文学家们达成了这样一个共识:认为宇宙中的大部分质物质是不可见的——"暗物质"必须将星系粘合在一起,并在引力作用下塑造出整个宇宙,从那时起,实验主义科学家们就一直在寻找不发光的粒子。

首先,他们开始寻找一种重而缓慢的暗物质,称之为弱相互作用的大质量粒子(或称WIMP)。WIMP是宇宙缺失物质早期最受欢迎的候选方案,因为它可以解决粒子物理学中另一个不相关的难题。几十年来,物理学家团队建立了越来越大的目标,以巨大的晶体和重达数吨的外来液体的形式,希望能捕捉到WIMP撞击原子时原子的罕见抖动。

但这些探测器却一直保持"沉默"状态,物理学家们也正越来越多地考虑更广泛的可能性。在重的一端,他们认为宇宙中不可见的物质可能会聚集成和恒星一样重的黑洞。在另一个极端,暗物质可能以微粒构成的细雾散开,比电子轻数千万亿倍。

伴随着新的假说,新的探测方法也应运而生。 加州理工学院(California Institute of Technology)的理论物理学家凯瑟琳·祖雷克(Kathryn Zurek)认为,如果目前的WIMP实验看不到任何东西,"那么我认为,相当大的一部分领域应该转向这些新型实验。"

事实正是如此,该项工作已经开始了。以下是笔者总结的关于寻找暗物质的众多新领域中的一部分(目的是让读者大致了解目前的研究进展,如有疏漏请多多指正!——GolevkaTech)。在电子和质子之间

弱相互作用大质量粒子(WIMP)有足够的重量,足以偶尔能覆盖整个原子。但为了防止暗物质过轻,一些科学家正在设置更小的"保龄球瓶"。

一场比质子重量更轻的暗物质粒子雨,可以偶尔将电子从它们的主原子中释放出来。第一个专门设计用来探测这种暗物质的实验是——亚电子噪声跳跃CCD实验仪器(Sensei),它使用类似于数码相机的技术来放大材料内部意外释放的电子的信号。

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