美科学家建议更新现有暗物质探测设备

三位科学物理学家在《物理评论快报》上发表的一篇论文中指出，20世纪80年代早期建造的实验装置的负面运行结果已经使得寻找暗光子的踪迹变得困难。

布赖恩·帕特尔和另外两位作者指出，应该有可能建造一个相对便宜的实验装置，来探测暗物质基本概念中的暗光子概念。实验结果要么支持它，要么完全拒绝它。

暗光子是一个概念假说，用来证明暗物质的存在。暗物质是一种神秘的东西。物理学家认为它拥有宇宙引力。没有它，一切都将散落在各处。科学家推断宇宙中大约27%的成分是由暗物质组成的。在银河系中，暗物质比我们熟悉的普通物质多20多倍。地球和太阳系在银河系暗物质的“烟雾”中运动。

然而，暗物质的解释在粒子物理的标准模型中找不到。暗物质的神秘本质通常被认为是21世纪物理学和天文学中最具挑战性的问题之一。不幸的是，没有人能找到暗物质存在的可见证据。

当前的理论认为暗物质由大质量弱相互作用粒子组成，这些粒子只能通过弱核力相互作用。世界各地的物理学家已经建造了各种各样的探测装置，希望能观测到这样一种粒子的脉冲回波，但所有这些装置都失败了。

与此同时，其他想法让物理学家辗转反侧。例如，一种观点认为存在χ粒子(如果它们确实存在，它们将通过电磁力与其他粒子相互作用)。它们可以被暗光子传导和运输。如果这样的暗光子确实存在，暗物质理论将继续存在。暗光子也可以与其他“普通”物质相互作用，这个过程可以被观察到。这是旧实验装置的理论数据来源。

从1980年到1982年，美国门洛帕克的SLAC国家加速器实验室建造了一个“束收集器”实验装置，它可以将一束高能电子注入铝靶，然后观察从受激靶和它后面的“沙丘”可以看到什么。

根据物理学家组织网络最近的一份报告，巴克斯特认为在一些高能电子束中与电子相互作用的高能χ粒子应该被激发。然而，建造束流收集器的研究人员报告说，没有发现反冲电子。

旧的实验并不反对χ粒子或暗光子的整体概念，但从另一个角度来看，它证明了围绕它们形成的理论需要更深入的思考，以便更好地描述它们的实际性质。

为此，其他物理学家已经提出建造一个新的、相对便宜的光束收集器实验平台，它可以获得1980年代实验装置的100倍的实验结果，以便找到χ粒子、暗光子或暗物质本身存在的证据。