暗物质就在你身后本文转自：北京邮电大学出版

本文转自：北京邮电大学出版
2014年8月4日夜，月亮已经落下，天空一片黑暗。约翰内斯·埃泽尔和马特·罗登凯尔正坐在一架直升机上，位于加拿大安大略省上空3000米的地方。罗登凯尔通过耳机向飞行员发出指示，他希望直升机能在携带他们实验装置的气球下方绕圈飞行。麻烦的是，这个气球正飘浮在地球大气层的边缘处，距离地面近35千米。
在罗登凯尔指示飞行员的同时，埃泽尔沿着水平方向向外发射肉眼看不见的紫外线激光。这两位物理学家希望气球中的检测器能探测到被空气中的氮分子和气溶胶散射出的激光。这一切都是在全黑的条件下进行的。直升机和气球上都没有灯：埃泽尔和罗登凯尔担心光子会干扰探测器。
这个特技飞行听上去就像是007电影的情节，但它的目的却是测试一台有朝一日可能会被部署到国际空间站的仪器。之前还没有人做过类似的事。“我当时很紧张，不知道它是否能正常工作。”美国科罗拉多矿业学院的博士生埃泽尔说。
实验的结果是仪器工作正常。“这是一个巨大的成功， ”埃泽尔说， “意味着我们现在已越来越接近来自宇宙诞生之初的粒子。”
1998年，来自美国芝加哥大学、密歇根大学和欧洲核子研究中心的三位科学家发表了一篇论文，标题是《巨型弱相互作用大质量粒子》。这篇论文提出，空间中可能充满了具有超大质量的粒子，它们的质量是质子的至少1万亿倍。提出这一粒子是为了解释暗物质。暗物质是宇宙中不可见的神秘成分，天文学家相信，它们占据了宇宙物质组成的绝大部分。
对星系运动和星系团中星系的观测给出了暗物质存在的最有力证据。如果宇宙中仅存在普通物质，那么星系和星系团在很久以前就会分崩离析——它们没有足够的质量，因此也就没有足够的引力来维系自己。于是，必定存在大量的暗物质。我们的最佳估计表明，暗物质占据了宇宙物质组成的85%至90% 。但是，它们主要通过引力——最微弱的基本作用力——发生相互作用，使得它们难以被探测到。
理论和观测告诉我们这些物质会是什么样子。受青睐的一类候选粒子被称为弱相互作用大质量粒子。理论上我们有理由相信它们的存在，例如，在宇宙早期产生这些粒子的假设能够被我们对宇宙的观测证实，其作用与天文观测的结果相符。这正是它们至今仍是暗物质搜寻的重心的原因。不过，虽然已经有了这些诱人的暗示，但始终还是没有确切证据。
例如，由暗物质大碘化钠容量罕见过程搜寻（DAMA/LIBRA）实验获得的结果。在意大利格兰萨索国家实验室，这个实验已经运行了近20年。它使用一组碘化钠晶体阵作为标靶，当有弱相互作用大质量粒子撞击它时，就会发出一道微弱的光线。每年6月，它的信号都会出现一个奇怪的峰值。如果地球在绕太阳运动的过程中定期穿过一片弱相互作用大质量粒子的海洋，就会看到这种现象。这个信号的强度远高于探测器的噪音水平，让一些物理学家兴奋不已。更重要的是，另一个被称为相干锗中微子技术（CoGENT）的实验也观测到了类似的年度变化，不过后者的结果在统计上并不显著。
但问题是，如果这些信号确实是由暗物质引起的，那么其他众多的暗物质探测器也应该能看到它。“老实说，我不知道DAMA看到的是什么， ”美国费米实验室的丹·胡珀说， “他们的信号存在明显的周年变化，但我敢确信这不是暗物质。”
更重要的是，如果弱相互作用大质量粒子就是暗物质的话，那么欧洲核子研究中心的大型强子对撞机至少应该在粒子的碰撞中找到一些线索。然而，现在什么都没有。