美国地下暗物质实验发现暗物质初步线索

根据物理学家组织网络和英国广播公司新闻的消息，继丁肇中团队本月早些时候宣布阿尔法磁谱仪项目的第一批暗物质研究成果后，美国明尼苏达州的地下暗物质实验超级CDMS最近报告了三起疑似暗物质案例。计算结果表明，作为大质量弱相互作用粒子(WIMP)的概率为99.81%，小于5σ水平，并且不会作为暗物质证据被释放。

暗物质粒子被认为是大质量的弱相互作用粒子，很难被探测到。目前，人们想通过两种方式找到暗物质:将仪器送入太空或将其深埋地下。阿尔法磁谱仪项目是前者，超低温暗物质搜索项目是后者。第一组CDMS实验CDMS-1是在斯坦福大学校园下的隧道操作中建立的，而目前的CDMS-2位于明尼苏达州苏丹地质矿产国家公园的地下深处，该公园在2010年报告了两个潜在的暗物质痕迹。不幸的是，后来证明这些信号来自仪器本身。

在美国物理学会最近的一次会议上，科学家们从超级CDMS实验中发布了三条“有希望的”暗物质线索，并在公开论文网站Arxiv上公布了结果。他们在超级CDMS工厂安装了八个硅探测器，并把它们冷却到零下459.67华氏度，使它们能够在接近深空的温度下工作。通过在碰撞检测器中捕捉暗物质粒子和原子核之间的罕见相互作用，已经获得了三个可疑的暗物质案例——有趣的是，如果这真的是WIMP，那么它的质量估计为8.6千兆电子伏特，这比以前认为的要轻得多，并且违反了其他研究结果。

计算结果表明，新检测到的“可疑分子”是大质量弱相互作用粒子的概率为99.81%。然而，在粒子物理学领域，更严格的“五西格玛”已被采用为标准，即具有确定性的五西格玛水平(统计中“真”的比率为99.999%)可被视为真正的物理发现，而三西格玛只是科学家承认实验结果的一个水平。该研究小组还强调了结果的“初步”性质，称它们不会作为暗物质的证据被公布，需要进一步的数据来完善这一结论。

同样，在本月初，物理学家丁肇中和他的团队宣布了他们主持了18年的阿尔法磁谱仪项目的第一个研究成果。他们说已经收集了400，000个正电子，数据误差只有1%，并且观察到宇宙射线流中正电子的比例符合暗物质的理论预测。

据英国广播公司新闻报道，最近关于暗物质的三个早期线索——丁肇中太空小组获得的证据、明尼苏达地下实验室的线索以及大型强子对撞机揭开暗物质面纱的能力——在美国物理学会会议上引起了科学家的轰动。