迷人的暗物质信号持续了20年

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本文作者：今日头条 ：{subject}

在这张来自宇宙模拟的图像中，星系形成了一个由暗物质组成的网状结构围绕着大量的暗物质

在意大利实验的物理学家们继续看到数据的波动，他们说这代表了暗物质——但是这个谜团却在加深。

一组物理学家说，它仍然在探测暗物质的存在——这是一种神秘物质，被认为是宇宙中85%的物质——在它看到了第一个信号的迹象后20年。

DAMA系统是由意大利和中国的研究人员合作完成的，它宣布了人们期待已久的六年数据采集的结果，在2010年进行了一次升级。这一发现对于试图重现DAMA的研究结果的多个团体来说是一个鼓舞，这一结果一直备受争议，与其他实验的结果相矛盾。但是，物理学家们说，DAMA的灵敏度的提高也使得它的结果更难解释。

对星系和宇宙原始辐射的观察表明，绝大多数物质都是一种无形的物质，几乎完全通过重力作用相互作用。许多理论都是用来解释暗物质的本质的，许多实验都试图通过与普通物质的微妙的相互作用来检测它。

丽塔伯纳比是罗马大学的一名物理学家，他从早期就开始领导DAMA，他在3月26日在意大利中部格兰萨索国家实验室的一次会议上展示了最新的研究成果，实验地点在一座山下的洞穴里。她的演讲的幻灯片可以在网上找到，伯纳比告诉自然杂志，她的团队在完成对结果的论文时不会发表评论。

寻找暗物质的物理学家们希望能够测量出，当被认为包裹在银河系的暗物质“光环”中的粒子与地球上普通物质的原子相互作用时，所释放出的微量能量。

DAMA的工作原理是，当亚原子粒子击中钠或碘原子的原子核时，在碘化钠晶体内发生短暂的闪光。一些闪光是由于杂散中子和其他背景辐射的碰撞而产生的。但是，来自银河系暗物质的信号会很突出，因为它会显示为一种典型的年调制。

这是因为当太阳在星系周围移动时，光环应该会像头风一样撞击太阳系，从地球上看，地球绕太阳公转的速度会有轻微的变化。地球移动的速度越快，它就会产生更多的暗物质探测，因此，在一年中所探测到的闪光的数量会有所不同。位于安阿伯市的密歇根大学的理论天体粒子物理学家凯瑟琳弗雷斯说，这些信号应该在6月初达到峰值，并处于12月初的最低点。她是1986年第一次提出这种波动的研究小组的成员之一。

光环的疑问

但是，当DAMA在1997年的一个早期版本的实验被开启后不久，当DAMA第一次宣布它已经看到了这样的波动时，物理学界对此表示怀疑。批评家们怀疑这种效应是暗物质的真正标志。相反，他们说，地面上的来源或设备上的怪癖可能是在模仿一个真实的信号。还有一种可能性是，在部分探测器被更新的技术取代后，光点会消失。但这并没有发生。“调制仍然在那里，响亮而清晰，”弗雷斯说。

一些越来越复杂的实验也应该能看到暗物质——尽管使用了不同的技术——到目前为止还没有发现。但DAMA团队仍在继续看到波动。该组织证实，它最近在20132年看到了这一信号，这是之前的一项实验，名为“dama/天秤座”的第一阶段。最新的发现来自于升级版的DAMA/天秤座第二阶段，其他的实验第一次尝试用与DAMA相同类型的碘化钠晶体来证实或反驳这种说法。

在韩国的阳阳地下实验室进行的一项美国和韩国实验是COSINE-100。大田的基础科学研究所的物理学家Hyunsu Lee说，如果DAMA的信号在新数据中消失了，那将会抑制进一步进行碘化钠实验的动机。

“对我们来说，这些结果是非常令人鼓舞的，”西班牙萨拉戈萨大学的物理学家Susana Cebrian说，他在比利牛斯的can法郎地下实验室进行了另一种复制尝试，叫做ANAIS。

意想不到的偏差

但是DAMA的最新研究结果却有一个转折。这次升级使它对低能量的碰撞敏感——来自较慢的粒子的信号。对于典型的暗物质模型，从地球上看，波动的时间应该会在一定的能量下反转：“它应该在12月达到顶峰，在6月达到最低点，”Freese说。最新的结果并没有显示出这一点。

位于伊利诺斯州的芝加哥大学从事暗物质探测研究的实验物理学家胡安科勒说，这种偏差“令人耳目一新，为思想提供食物”。“模型建造者将会有一个球，”他补充道。“它可能指向一个平凡的起源，或者一个邪恶复杂的暗物质解释。”

但许多物理学家仍然表示怀疑。位于伊利诺斯州巴达维亚的费米国家加速器实验室的物理学家丹胡珀在3月26日的推特上写道：“我是一个非常有创造力的暗物质模型建造者（如果我自己说的话），我就不能想出一个可行的模型来产生这个信号。”

Freese并不是DAMA合作的一部分，他的乐观程度更高。她说，低能量的数据仍然是暂时的，而且可能与flip兼容。

“比以往任何时候都更紧迫的是，一个基于同样技术的独立实验，像ANAIS一样，可以重现这种效果，”Cebrian说。她说，她的团队将在今年8月结束其第一年的数据采集工作，并计划在今年年底前公布结果。

到那时，COSINE-100将积累两年的数据，并打算发布第一个结果。澳大利亚和日本也计划进行其他实验;日本研究人员希望在神冈地下天文台建立的PICO-LON探测器，将致力于对那些“低能量事件”特别敏感，在Tokushima大学领导这一努力的Kenichi Fushimi说。

尽管DAMA的最新升级消除了一些潜在的担忧，即这种影响可能是在探测器内部产生的，但 Collar说，“然而，谜团仍然是为什么他们的结果与这个领域的其他发现不兼容。”

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Sunny°刺眼

暗物质竟然会发信号?别自欺欺人了吧？

dantengdil

用心良苦