暗物质候选体大败

最灵敏的实验测量发现以前的研究结果是由人为因素所导致。

安德鲁·格兰特

这种令人难以琢磨的可能占超过四分之一的宇宙质量的暗物质，现在变得更加神秘。在2013年10月30日的媒体发布会上，研究者宣布他们利用最灵敏的实验装置，至今还没有搜索到暗物质。这引起科学家极大地怀疑以前的实验结果和宣称检测到了暗物质粒子，或暗物质粒子存在的可能。

暗物质对科学家来说是一个极大挑战：科学家尽管知道暗物质在宇宙中无处不在，因为它对遥远星系的引力作用，但是科学家看不到它，也不知道它是由什么组成的。理论物理学家提出暗物质可能一直是大质量弱相互作用粒子（Weakly Interacting Massive Particles，WIMP），他们已经预测了WIMP的特征。世界各地的科学家已经通过各种地下实验室来检测WIMP，因为在地下实验，泥土和岩石将保护实验装置免受其他粒子的撞击干扰。

大型地下氙检测器（Large Underground Xenon detector，简称LUX）位于美国南达科他州利德市的一个以前地下1500米处的金矿。这个实验装置是一个电话亭大小的钛储罐，内装有气液态的氙。尽管WIMP很少与平常的物质发生作用，但不时它们会撞击氙原子核，这样就会产生两种不同的闪光信号。虽然像中子或电子这样的粒子也有可能激发氙原子核得到类似的信号，但是LUX科研项目的科学家声称他们可以排除这些伪信号，从而获得前所未有的检测灵敏度。

来自布朗大学的LUX科研项目的物理学家理查德·盖茨克尔说，LUX实验装置已经在2013年夏季运行了三个月，检测到8400万个WIMP的可能信号。然而，经过详细地分析之后，LUX研究团队并没有确认任何一个信号是来自WIMP的。

LUX的实验结果对评估其他暗物质实验的研究结果有着重要影响。例如，在2013年4月，物理学家宣布在美国明尼苏达州苏当市的低温暗物质搜索实验中检测到三个可能的WIMP信号，每一个信号显示探测到的粒子质量约为10倍的光子质量。盖茨克尔说如果他们检测到的粒子质量是正确的话，LUX应当能探测到1500个WIMP，因为LUX对低质量粒子的检测灵敏度是以前其他实验装置的20倍。

LUX的实验结果也与其他宣布检测到暗物质的实验相冲突，例如CoGeNT 暗物质实验（也位于美国明尼苏达州苏当市），和DAMA/LIBRA 实验（意大利拉奎拉附近）。盖茨克尔说：“我们还没有获得与其他暗物质实验一致的探测结果”，他还补充说，其他暗物质探测实验的科学家可能获得的是伪信号。他说：“我们正在排除那些低质量的WIMP。”LUX将在接下的一年里继续跟踪最初观测到的结果，利用提高的实验检测灵敏度进一步揭示WIMP存在。

密西根大学安阿伯分校的理论物理学家凯瑟琳·弗里兹并不准备放弃以往的发现，即使她认为LUX实验是一个非常完美的。她说WIMP可能与氙之间的相互作用和WIMP与其他原子的相互作用有所不同，如其他实验检测器中所用的硅、锗和碘化钠。她说：“我将尽力来挽救所谓低质量WIMP粒子的发现，但说实话前景并不乐观。” +n2Y2rAiU6qEq9oc3j0PYD8JVUlC+dCbAPFteZE9zjhz1yZdO+gECwIqai4uu+H0