新构想将另辟蹊径探测更轻暗物质

中新社北京十一月二日电(记者聂)暗物质是当今物理学的一大谜团。现有的大型探测器已经寻找暗物质粒子很多年了，但是到目前为止它们都失败了。1日出版的《物理评论快报》发表了美国布朗大学科学家的一个新想法，这将为暗物质的研究找到一条新的途径。他们设计了一种新的探测装置。通过暗物质粒子和超流氦的相互作用，它们将探测到大约10个质子重的超轻暗物质粒子，灵敏度比现有的大粒子探测装置高3-4个数量级。

暗物质是宇宙的重要组成部分，占宇宙的27%。暗物质粒子没有电荷，它们的质量比电子和光子小，而且它们几乎不与普通物质相互作用，因此很难被直接探测到。然而，星系的旋转和运动中光线的弯曲都证明了宇宙中存在一种看不见的引力，这使得物理学家坚信暗物质一定以某种形式和我们在一起，而且很可能是一种基本粒子。

然而，在现有的对大暗物质粒子的搜索中，无论是低温暗物质搜索项目还是地下氙暗物质实验，尽管这些重大项目取得了很大进展，但它们尚未获得暗物质存在的直接证据。这些暗物质实验都遵循现有理论体系的预测。例如，超对称理论认为暗物质粒子应该有数百个质子，因此目标是质子质量的10到10，000倍。

布朗大学科学家这次提出的探测装置可以灵敏地探测到10个质子质量的较轻暗物质粒子，其方法是利用碰撞后释放的氦原子作为暗物质存在的信号，通过暗物质粒子与超流氦中的单个氦原子的碰撞。研究人员表示，由于装置中设计了一组带正电的金属图钉，在施加电场后，暗物质粒子碰撞产生的氦原子被正电离，标准量热仪可以检测到粒子碰撞产生的温度变化，装置中的单原子信号被放大，因此灵敏度比现有的大型暗物质实验高3-4个数量级。