據(jù)外媒報(bào)道，盡管已經(jīng)尋找了幾十年，科學(xué)家們到目前為止仍還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何確定的暗物質(zhì)跡象。但一種使用了數(shù)十億個(gè)微小擺錘陣列的新探測(cè)器設(shè)計(jì)最終可以通過(guò)尋找暗物質(zhì)強(qiáng)大引力效應(yīng)來(lái)打破沉默。我們知道，質(zhì)量和重力是密不可分的。一個(gè)物體的質(zhì)量越大它的引力就越強(qiáng)。這就是大家首先要知道的有關(guān)暗物質(zhì)存在的原因，然而幾十年的天文觀測(cè)表明仍沒(méi)有足夠的可見(jiàn)質(zhì)量來(lái)解釋我們?nèi)祟愃芸吹降囊π?yīng)。
由于暗物質(zhì)不會(huì)發(fā)射、不會(huì)反射也不以任何方式跟光相互作用，所以截止到目前它逃脫了來(lái)自人類的直接探測(cè)，但這其中卻不乏嘗試。其中一種主要的搜尋方法是使用了一個(gè)裝滿探測(cè)器液體如氙、超流氦或過(guò)冷水的大容器，然后等待一個(gè)可能只意味著暗物質(zhì)粒子跟容器中的原子碰撞的反應(yīng)。
其他的實(shí)驗(yàn)則集中在對(duì)電磁干擾的探測(cè)上，這些干擾被預(yù)測(cè)為軸子這種假想粒子的副作用。然而問(wèn)題是，這些系統(tǒng)依賴于對(duì)暗物質(zhì)粒子其他特性的假設(shè)。反之，新探測(cè)器設(shè)計(jì)專注于人們所知道的關(guān)于暗物質(zhì)的一件事--它強(qiáng)大的引力影響。
在這項(xiàng)新提出的實(shí)驗(yàn)中，10億個(gè)微小的擺錘將被懸掛在一個(gè)約10米長(zhǎng)的立方空間中，激光負(fù)責(zé)跟蹤它們的運(yùn)動(dòng)。原理聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單--如果一個(gè)暗物質(zhì)粒子碰巧快速穿過(guò)儀器，那么它的質(zhì)量會(huì)將最近的擺錘短暫地拉向它。
雖然環(huán)境“噪音”會(huì)使擺錘不停地?cái)[動(dòng)，但暗物質(zhì)信號(hào)會(huì)突顯出來(lái)。因?yàn)檫@些粒子中的一個(gè)會(huì)不受阻礙地直接通過(guò)，你會(huì)看到一排擺錘突然一個(gè)接一個(gè)地受到干擾。研究一個(gè)經(jīng)過(guò)的粒子給每個(gè)擺錘施加了多大的力還可以揭示暗物質(zhì)的細(xì)節(jié)信息包括粒子的速度和方向。
研究小組表示，這種方法很有希望，因?yàn)樗⒉灰蕾囉诎滴镔|(zhì)的其他屬性--而只依賴于已知的引力影響。唯一未知的因素就是它的質(zhì)量，而這臺(tái)儀器對(duì)各種質(zhì)量的粒子都很敏感，從約1/5000分毫克到幾毫克。這比實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的范圍要重得多。
“我們的提議完全依賴于引力耦合，這是我們唯一確定暗物質(zhì)和普通發(fā)光物質(zhì)之間存在的耦合，”該項(xiàng)研究的論文合著者Daneil Carney表示，“如果有人按照我們的建議進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，那么他們要么找到暗物質(zhì)，要么排除大范圍可能的暗物質(zhì)候選者?！?/p>
不過(guò)這個(gè)想法在有人實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)之前仍只是個(gè)純粹的概念性--盡管如此，它仍然非常有趣。
相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Physical Review D.》上。
