暗物质发现在即? (5)


天文学家在银河系银盘的上下两侧发现了两个巨大的γ射线泡,被一些科学家认为是暗物质粒子湮灭的证据。图片来源:NASA

但是,间接探测也有它们共同的缺陷。曾经有一个费米的信号被鼓吹成是“确凿的证据”,但在更多的测量之后渐渐凋零了。PAMELA卫星和国际空间站上阿尔法磁谱仪(AMS)的信号表明,暗物质粒子应该是大质量的,来自另一个γ射线卫星的结果却认为,WIMP的质量应该只有前者的千分之一。

最后,如果WIMP确实存在,它应该可以在粒子的高能碰撞中被制造出来。这意味着,它们应该会在大型强子对撞机中现身。然而,到目前为止,我们什么也没看到。

面对如此不知所措的局面,每个人都同意,需要更多的时间来收集数据,并且建造更大更好的探测器。“我们希望能100%地确定我们所说的话,”AMS实验的副发言人罗伯托·巴蒂斯顿(Roberto Battiston)说。

虽然像阿普里尔这样的实验物理学家把没有发现WIMP说成是“一场噩梦”,许多理论物理学家却闻到了这个领域散发出来的混乱气息。“为了解决暗物质谜题,对于暗物质可能是什么,我们必须尽可能地拓宽思路,”美国密歇根大学的高能理论物理学家凯瑟琳·祖瑞克(Kathryn Zurek)说。

祖瑞克和其他人正在研究丰富得多的暗成分,包含有多种暗物质粒子和相互作用,甚至还有暗原子、暗化学,乃至一个完全和我们一一对应的镜像宇宙

英国杜伦大学的席琳·波姆(Celine Boehm)率先研究了一个想法,在最简单的模型中加入一种新的暗作用力,这会让暗物质粒子间发生相互作用,使得暗成分会包含有暗电磁作用和暗光。在量子理论中,电磁力需要光子来传递,波姆的想法也暗示了暗光子的存在。“暗光子会是一种超越我们目前已知范畴的自然界作用力,”美国纽约州立大学石溪分校的粒子物理学家鲁文·埃西格(Rouven Essig)说。

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