暗物质让科学家着迷的原因，原来是……

鬼子进了村部

（文/ PATRICK J. KIGER）

在南达科他州的布莱克山下，桑福德地下研究所的科学家们正在使用大型地下氙(LUX)探测器来寻找暗物质粒子，这种神秘的物质被认为是宇宙中大部分物质的来源。在这个巨大的装置中，一个钛箱里包含了1/3吨的液态氙。在这个装置中，一组灵敏的光探测器正在等待暗物质粒子与氙原子碰撞并发出微弱闪光的时刻。

为了捕捉到微弱的信号，LUX放置在一英里厚的岩石层下，这层岩石将帮助它屏蔽宇宙射线和其他可能干扰信号的辐射。

虽然到目前为止，LUX还没有发现暗物质。但是，通过新的校准技术来提高探测器的灵敏度，研究人员希望很快就能发现暗物质。布朗大学物理学教授Rick Gaitskell在一份新闻稿中说，“继续提高探测器的能力至关重要。”

1.黑暗起源

如果科学家最终确定了暗物质粒子，那将成为上世纪30年代一次探索的重大结局。当时，瑞士天文学家弗里茨·兹威基(Fritz Zwicky)确定了一个遥远的星系团旋转速度到达某一值时，表明它们的质量远远超过了从它们发出的可见光所判断出来的质量。

从那以后，科学家们一直在寻找暗物质，并试图找出它到底是什么。近年来，研究人员依靠各种工具，从欧洲的大型强子对撞机到NASA的钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory，CXO）。

假设研究人员最终掌握了暗物质的本质，另一个问题可能会出现:人类是否有办法利用它?这项研究仅仅是为了帮助我们了解宇宙，还是我们可以开发出适用的技术?

2.实际应用

纽约大学物理学家刘佳(音)在2009年的一篇论文中提出了一种可能性，即利用暗物质作为能源，为执行超长任务的航天器提供动力。其概念是基于一个尚未得到证实的假设，即暗物质是由中性微子组成的，即不带任何电荷的粒子。中微子碰巧也是反粒子，这意味着当它们在合适的环境下碰撞时，它们会相互湮灭，并将所有的质量转化为能量。

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正如New Scientist网站的一篇文章所描述，刘佳（音）的暗物质发动机将与传统火箭截然不同。从本质上讲，它将是一个有“门”的盒子，门会朝着火箭运动的方向打开，从而把暗物质吸走。当暗物质进入盒子时，门就会关上，盒子就会收缩以压缩暗物质并增加湮灭的速度。

一旦粒子转化为能量，门又会打开，能量推动飞船前进。这样的循环会在整个太空旅行中重复。暗物质引擎的一个优点是飞船不需要携带太多的燃料，因为它可以从宇宙部分地区丰富的暗物质中收集更多的燃料。火箭的速度越快，它就会越快地吸收暗物质并加速。一艘100吨的火箭理论上可以在几天内达到光速。反过来，这将把前往比邻星(Proxima Centauri，离我们太阳系最近的恒星)所需的时间从数万年缩短至5年左右。除此之外，当然，有些技术和发明是未知的，似乎是不可能的——直到我们认为它们可能。


原文地址：今日头条