新構想將另辟蹊徑探測更輕暗物質

　　暗物質是當今物理學謎團之一。現有大型探測器搜尋暗物質粒子多年，至今未果。1日出版的《物理評論快報》刊登了美國布朗大學科學家的全新構想，將為暗物質搜尋另辟蹊徑，他們設計出一種全新探測裝置，通過暗物質粒子與超流體氦相互作用，將探測約10個質子重的超輕暗物質粒子，靈敏度比現有大型粒子探測裝置要高3—4個數量級。

　　暗物質是宇宙的重要組成部分，在宇宙中占比高達27%，暗物質粒子不帶電荷，質量比電子和光子還小，且與普通物質幾乎不發生相互作用，因此很難直接被探測到。但星系旋轉方式和光線在行進中的彎曲，都證明宇宙中存在著一種看不見的引力，讓物理學家堅信，暗物質一定以某種形式與我們同在，而且很可能是一種基本粒子。

　　但在現有大型暗物質粒子的搜尋中，無論是低溫暗物質搜尋項目，還是地下氙暗物質實驗，這些上天入地的各大項目雖已取得很大進展，卻都還沒有獲得暗物質存在的直接證據。這些暗物質實驗項目，都選擇遵照現有理論體系預言，比如超對稱理論認為，暗物質粒子應該有數百個質子重，因此將目標鎖定在10倍到10000倍質子質量的范圍內。

　　布朗大學科學家這次提出的探測裝置，通過暗物質粒子與超流體氦中的單個氦原子碰撞作用，將碰撞后釋放出來的氦原子作為暗物質存在的信號，可以靈敏探測10個質子質量的更輕暗物質粒子。研究人員表示，由于裝置中設計了由帶正電金屬圖釘組成的陣列，施加電場后被暗物質粒子碰撞產生的氦原子能被正離子化，標準量熱計就可以探測出粒子碰撞產生的溫度變化，且裝置中單原子信號被擴增，因此靈敏度比現有大型暗物質實驗高出3—4個數量級。