暗物质是什么,10分钟带你认识暗物质和暗能量(3)

暗物质粒子会偶尔与普通物质发生相互作用的这一观点是大型地下氙探测器（LUX）的理论基础，它位于美国南达科他州的地下深处。科学家利用一个位于地下1.6千米处的被废弃的金矿，在里面建造了这个暗物质探测器。这个探测器包含370千克的液态氙，并使用264979升水做屏蔽，被设计来探测弱相互作用大质量粒子与氙的相互作用。如果一个弱相互作用大质量粒子与氙原子发生碰撞，这个氙原子就会在液态氙中加速并产生一道闪光，周围大量非常灵敏的摄像机就会捕捉到它。

当暗物质粒子与自身发生相互作用——被称为湮灭——时，被认为会产生大量的次级普通物质粒子，进而可以捕捉到它们。国际空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS-02）目前正在从事这一工作，试图寻找银河系中心处弱相互作用大质量粒子湮灭产生的粒子。

 

 

暗物质是什么,10分钟带你认识暗物质和暗能量

 

太阳也能帮助探测暗物质。作为太阳系中最大的天体，太阳像一个巨大的宇宙吸尘器，在绕银河系中心转动的过程中“吸入”沿途的暗物质粒子。这些暗物质粒子中的一些会在太阳内部发生湮灭，产生普通物质粒子流。不幸的是，太阳的密度非常高，几乎所有这些粒子都会被困在里面。不过，有一种粒子——中微子——可以飞出来，抵达地球。位于南极的冰立方中微子天文台就是建造来探测这些信号的。

 

 

暗物质是什么,10分钟带你认识暗物质和暗能量

 

再有就是大型强子对撞机。在停机2年进行升级之后，2015年5月5日这一实验开始重启。科学家希望，通过较以往都更高的能量让粒子间发生碰撞，大自然也许会向我们展现出更多其内在运转机制的秘密，甚至一睹超对称的证据。这是一个超越了标准模型的理论，包含可以解释暗物质的弱相互作用大质量粒子。重要的是，如果大型强子对撞机仍然没有发现超对称理论的任何证据，那么它就有可能打响寻找宇宙中这些“丢失”物质的另一解释的第一枪。