美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)的研究人員及其同事提出了一種尋找暗物質(zhì)的新方法，暗物質(zhì)是宇宙的神秘物質(zhì)，幾十年來一直無法發(fā)現(xiàn)。暗物質(zhì)約占宇宙的27%。普通物質(zhì)，例如制造恒星和行星的物質(zhì)，僅占宇宙的5%。(一個(gè)名為暗能量的神秘實(shí)體占了其他68%。)

根據(jù)宇宙學(xué)家的觀點(diǎn)，宇宙中所有可見的物質(zhì)都只是漂浮在廣闊的暗物質(zhì)海洋中，盡管這些粒子是看不見的，但它們?nèi)匀痪哂匈|(zhì)量并施加引力。暗物質(zhì)的引力將提供缺失的膠水，以防止星系散落，并解釋物質(zhì)如何凝聚在一起形成宇宙豐富的銀河掛毯。

擬議中的實(shí)驗(yàn)將使十億毫米大小的鐘擺充當(dāng)暗物質(zhì)傳感器，這將是第一個(gè)僅通過其與可見物質(zhì)的引力相互作用來尋找暗物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)將是尋找質(zhì)量與鹽顆粒一樣大的暗物質(zhì)顆粒的少數(shù)實(shí)驗(yàn)之一，這種規(guī)模很少被探索，也從未被能夠記錄微小重力的傳感器研究過。

先前的實(shí)驗(yàn)通過尋找隱形粒子與某些普通物質(zhì)之間相互作用的非引力征兆來尋找暗物質(zhì)。搜索所謂的WIMP(弱相互作用的大顆粒)的假設(shè)類型的暗物質(zhì)就是這種情況，該暗物質(zhì)在二十多年的時(shí)間里一直是看不見材料的首選。物理學(xué)家尋找證據(jù)表明，當(dāng)WIMP偶爾與探測器中的化學(xué)物質(zhì)碰撞時(shí)，它們會(huì)發(fā)光或帶走電荷。

以這種方式尋找WIMP的研究人員要么空手而歸，要么獲得了不確定的結(jié)果。粒子太輕(理論上其質(zhì)量在電子和質(zhì)子之間不等)無法通??過其引力拖船進(jìn)行檢測。

隨著對(duì)WIMP的搜尋似乎已走到盡頭，NIST的研究人員及其同事現(xiàn)在正在考慮一種更直接的方法來尋找質(zhì)量更重的暗物質(zhì)顆粒，從而產(chǎn)生足夠大的重力以進(jìn)行檢測。

研究合著者，聯(lián)合量子研究所(JQI)NIST聯(lián)合的理論物理學(xué)家丹尼爾·卡尼(Daniel Carney)說：“我們的建議僅依賴于引力耦合，這是我們唯一確定的暗物質(zhì)與普通發(fā)光物質(zhì)之間存在的耦合。” )以及位于大學(xué)公園的馬里蘭大學(xué)量子信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)聯(lián)合中心(QuICS)和費(fèi)米國家加速器實(shí)驗(yàn)室。

研究人員還包括NIST，JQI和QuICS的Jacob Taylor。JQI和QuICS的Sohitri Ghosh;和費(fèi)米國家加速器實(shí)驗(yàn)室的Gordan Krnjaic計(jì)算得出，他們的方法可以搜索最小質(zhì)量約為鹽粒一半或質(zhì)子質(zhì)量十億倍的暗物質(zhì)顆粒。科學(xué)家今天在《物理評(píng)論D》中報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。