暗物质看不见也摸不着，却是宇宙中最重的物质，为何我们探测不到

乔微博

宇宙有 85% 的物质仍未知，我们不清楚这些物质的成分，因此称之为暗物质。我们能观察到暗物质在星团与其他天体上的重力，所以知道暗物质的存在。我们还无法直接观察暗物质，不过科学家论述表示，人类也许能用世上最强大的粒子对撞机创造出暗物质。

这是一台长27公里的大型强子对撞机或简称 LHC，位于瑞士的日内瓦。那么机器如何运作呢？在LHC里，两个质子束以反方向旋转，随后加速，近似光速在第四个撞击点质子束相遇，质子互撞。质子是由更小的夸克和胶子所组成，在最普通的撞击下两个质子穿越彼此没有产生重大的结果。

但每一百万次里的一次撞击，两个质子会强力冲撞释放出绝大部分的冲撞能量，产生上千个新粒子。只有在这类撞击中才会产生超大粒子，像是理论上的暗物质撞击点，四周都是探测器，内部约有一亿个传感器，如同大型3D照相机，探测器搜集新粒子的信息包括轨迹电荷与能量处理运算，然后计算机便能描绘出撞击的影像，每条线都是每个不同粒子的路径，还用颜色为不同型态的粒子编码探测器所搜集的资料，让科学家能决定这些粒子是什么，像是光子和电子探测器每秒大约拍摄十亿次，这些碰撞的快照可以找出稀有大型粒子的迹象。

难上加难的是我们想寻找的粒子可能并不稳定。在传感器能觉察之前就会衰变为我们较熟知的粒子。以「希格斯玻色子」为例，长久来只存在理论上的粒子，直到 2012 年才被观察到。要让特定撞击产生希格斯玻色子的机率约是百亿分之一，只存在须臾一秒就衰变了。不过科学家发展出理论架构让人知道该寻找甚么，科学家原本认为希格斯玻色子会衰变成两个光子，因此他们起初只检视包含双光子的高能量事件。

然而有个问题存在，无数个粒子互动会随机产生两个光子，所以该如何将希格斯玻色子与其他物质分离？答案是质量探测器搜集的信息，能让科学家退一步审思判定产生两个光子的那东西的质量。科学家将质量值转成图表，然后在所有产生双光子的事件重复相同步骤。绝大多数的事件仅是观察随机产生的光子，即科学家口中的背景事件。

但当一个希格斯玻色子产生并衰变为两个光子时产生的质量永远一样。因此希格斯玻色子的特征就是出现在背景上方的微小光斑，至少需进行数十亿次的观察，小光斑才会出现，且也只有当小光斑明显比背景来得高，得出的结果才有意义。在希格斯玻色子的案例中使用大强子对撞机的科学家宣布突破性的结果，即只有三百万分之一的机会才能侥幸得出小光斑出现的数据。

回到暗物质，若大型强子对撞机的质子束有足够的能量产生暗物质，可能会比希格斯玻色子的出现更为罕见，所以需要千兆次的撞击并配合理论架构才能开始寻找。这也是大强子对撞机目前正在进行的计划，藉由庞大数据的产生，我们希望能在图表中找出更多微小光斑，期待能为仍未知的粒子如暗物质佐证。也有可能我们找到的不是暗物质而是其他物质，这能够完全改变人类对宇宙运作的认知，那也是目前为止部分的研究乐趣，到底会找到甚么，我们仍一无所悉。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 觀漢居士- Szu-Wen Kung- Helen Chang

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原文地址：今日头条

C丶sunshine

我感决就没有暗能量，只是磁场能量