暗物质比引力波更神秘物理学家难觅其踪迹

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暗物质比引力波更神秘物理学家难觅其踪迹

查字典物理网 2016-06-27

发现引力波之后，人类科学研究下一个重大突破会是什么？一些科学家和媒体开始将目光瞄准了另一个待解谜团：暗物质。英国宇宙学家卡洛斯·弗伦克认为，“比起引力波，发现暗物质将更为重要”。暗物质被比作“笼罩在２１世纪物理学天空中的乌云”，当前世界多国都在进行相关研究，而引力波的成功探测更是让暗物质“猎手们”备受鼓舞。

宇宙的27%由它组成

现在人类所看到的天体，要么发光，如太阳；要么反光，如月亮。根据欧洲核子研究组织官网介绍，暗物质是一种宇宙中广泛存在的不可见物质。它与电磁力不发生作用，换句话说，不吸收、不反射光，本身也不发光。通过引力效应，科学家估计宇宙的２７％是由暗物质组成，是所有可见星球、星系总和质量的５倍多。

对于暗物质，物理学家苦寻多年，却始终难觅踪迹。英国《卫报》１４日报道，物理学家亚历克斯·墨菲和他的团队正在进行“大型地下氙实验”，地点位于美国南达科他州一座废弃金矿地下约一英里处。这一实验团队拥有世界上最灵敏的暗物质探测器。物理学家将充满三分之一吨液态氙的容器冷却到零下１０１℃。如果氙原子同暗物质粒子发生碰撞，产生出的微光将会被探测器捕捉到。然而，发生碰撞的几率微乎其微。

物理学家之所以如此相信暗物质的存在，是因为天文学家能够探测到暗物质作用在星球和星系上的引力。他们认为暗物质由弱相互作用大质量粒子构成，它在大爆炸中被创造出来，在普通物质中穿行，没有留下任何痕迹，除了引力。

2018年或将突破？

今后几年，大型地下氙实验将全面升级，并获得１０吨液态氙。亚历克斯·墨菲说，在一英里的地下控制好１０吨液态氙，不容有失，因为（它）非常昂贵，而且低温冷冻的气体会十分危险。墨菲认为，技术难点意味着可能要等到２０１８年才有望出结果。

实际上，大型地下氙实验并不是唯一一个捕捉暗物质的“猎手”。在澳大利亚，另一支团队也在一座地下金矿安置了世界最先进的暗物质探测器。２０１５年１２日，中国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空，它将在太空中开展高能电子及高能伽马射线探测任务，探寻暗物质存在的证据，研究暗物质特性与空间分布规律。

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