科學(xué)家在觀測(cè)億萬(wàn)光年范圍的星系中，認(rèn)識(shí)到組成宇宙的物質(zhì)中，暗物質(zhì)占26.8%，一般物質(zhì)僅占4.9%，其余68.3%是暗能量。但是，暗物質(zhì)不僅僅是人的肉眼無(wú)法看到，而是即使藉助儀器也無(wú)法感知。
那么，怎樣探尋暗物質(zhì)？據(jù)物理學(xué)網(wǎng)站phys.org近日?qǐng)?bào)導(dǎo)，這可以從簡(jiǎn)單的道理說(shuō)起。人們已經(jīng)知道，空氣是真實(shí)的存在。雖然眼睛看不見(jiàn)，但是我們可以通過(guò)觀察被風(fēng)吹動(dòng)的樹(shù)葉來(lái)感知空氣的運(yùn)動(dòng)及其存在?？茖W(xué)家利用相同的原理，采用與觀察風(fēng)不一樣的技術(shù)，在努力探索宇宙中的暗物質(zhì)（dark matter）。
現(xiàn)代天文學(xué)家使用新一代的高科技探測(cè)器，觀測(cè)引力透鏡、宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)、微波背景輻射等等，希望能窺測(cè)暗物質(zhì)的蹤影。
在宏觀宇宙空間中探索
報(bào)導(dǎo)說(shuō)，有些科學(xué)家構(gòu)想，組成暗物質(zhì)的粒子就是粒子自身的反物質(zhì)，那么兩個(gè)暗物質(zhì)粒子如果相互作用，則會(huì)湮滅（annihilate）成奇異的粒子或射線。
因此，這種湮滅可以被太空中的檢測(cè)儀發(fā)現(xiàn)，如國(guó)際空間站（ISS）的阿爾法磁譜儀（AMS）。阿爾法磁譜儀會(huì)發(fā)現(xiàn)諸如正電子（positron）異常數(shù)量的粒子變化。而且當(dāng)正電子湮滅為輻射，其輻射若為高能伽馬射線的話，則會(huì)被美國(guó)航空航天局（NASA）的費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡檢測(cè)到。
國(guó)際空間站。（NASA ）
但是，實(shí)際情況不是那樣簡(jiǎn)單。宇宙空間中，黑洞及其周圍的星體爆炸也會(huì)發(fā)出類似信號(hào)，這種干擾如何消除？當(dāng)然，理想的情況是，如果找到一簇發(fā)出耀眼伽馬射線的暗物質(zhì)，而其附近幾乎沒(méi)有任何星體，那么科學(xué)家就非常有信心判斷暗物質(zhì)的征象。
報(bào)導(dǎo)說(shuō)，幸運(yùn)的是，銀河系有這樣的星體讓人類有信心找到暗物質(zhì)的跡象，如極微弱矮橢球星系（ultra-faint dwarf spheroidal galaxies）；而不幸的是，尚未確定是否有伽瑪射線從那里發(fā)出。
銀河系（維基百科）
向微觀粒子空間中尋找
實(shí)驗(yàn)室是直接觀察暗物質(zhì)的必需之所。在歐洲核子研究中心（CERN），大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）背負(fù)著科學(xué)界的厚望。科學(xué)家期待粒子的對(duì)撞過(guò)程中，產(chǎn)生暗物質(zhì)而被檢測(cè)出來(lái)。當(dāng)然，也有可能是，產(chǎn)生的暗物質(zhì)直接穿過(guò)探測(cè)器而不留一絲痕跡。
對(duì)撞機(jī)檢測(cè)暗物質(zhì)的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單：對(duì)比一次粒子碰撞前后的所有能量是否有不一致的變化。如果有，那么說(shuō)明能量以暗物質(zhì)的形式逃逸了。
歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）局部（Richard Juilliart）
phys.org說(shuō)，科學(xué)家還有一種設(shè)計(jì)思路。在地球穿越銀河系的過(guò)程中，如能檢測(cè)那些自然生成的暗物質(zhì)與原子核碰撞后的產(chǎn)物或能量，那么可以發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的蹤影。
報(bào)導(dǎo)說(shuō)，也許讀者在看完這篇文章的時(shí)間里，體內(nèi)有一個(gè)原子已經(jīng)被宇宙中的暗物質(zhì)粒子撞飛了，但人體毫無(wú)感覺(jué)。那么，科學(xué)家將制造一種比人體靈敏很多的儀器來(lái)檢測(cè)這種碰撞。
于是，在澳大利亞的維多利亞斯托爾金礦（Stawell Goldmine）地下一公里處，一個(gè)由大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和行業(yè)組成的國(guó)際合作組織正在建造地下物理實(shí)驗(yàn)室（SUPL），這將成為南半球的第一臺(tái)感覺(jué)極其靈敏的暗物質(zhì)探測(cè)器（SABRE）。
科學(xué)家利用地殼巖層來(lái)阻擋來(lái)自太空的輻射，以免探測(cè)器被干擾。在SABRE設(shè)備中，有經(jīng)過(guò)鉈（thallium）處理的超級(jí)純碘化鈉晶體。這種晶體有著極低本體輻射水平，如果被暗物質(zhì)粒子擊中，會(huì)出現(xiàn)原子核的回彈，像在臺(tái)球游戲中那樣。這時(shí)，原子的能量被激發(fā)，最終釋放能被檢測(cè)到的高能伽瑪射線。
總之，科學(xué)家希望深入理解宇宙中存在的為“可見(jiàn)物質(zhì)”五倍含量的“不可見(jiàn)物質(zhì)”——暗物質(zhì)。想了解更多相關(guān)資訊，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)科學(xué)探索網(wǎng)（www.nviki.com），整合全球最新科學(xué)探索新聞資訊！
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