暗物质就在你身后( 三 ) 本文转自：北京邮电大学出版

还没有人知道这些中微子来自哪里。我们知道，超新星爆发、伽马射线暴和活跃星系核都会产生中微子。然而，粒子物理学的标准模型认为，这些源产生的中微子能量越高，其数目就会越少。物理学家尚不知道有什么天体物理源能产生能量达万亿电子伏特甚至千万亿电子伏特的中微子。这些能量最高的中微子似乎都来自别的东西。这可能是统计上的波动，但也可能不是。“它们兴许出自暗物质粒子的衰变。”罗特说。
如果这些能量最高的中微子的确是超重暗物质粒子衰变的产物，那会是幸运的事情。罗特的研究小组计算发现，超重暗物质粒子有着长得令人难以置信的平均寿命，比宇宙的年龄还大。其中一些的寿命会比这还长得多，但另一些则随时都有可能发生衰变。“这无疑是一个有趣的想法，我们应该时刻留意。”他说。
冰立方未来的观测会有助于确认这个理论。如果这些高能中微子以及它们与低能中微子之间的能量间距仍然存在，将会增强其特殊起源的可能性，如超重暗物质粒子。
除此之外，还有另一种探测超重暗物质粒子的方式。当这些粒子发生衰变时，还可能释放出超高能宇宙射线。通过合适的探测器，我们就可以探测到这些副产物。
从理论上讲，有几个探测器可以完成这个任务：位于阿根廷草原上占地3000平方千米的皮埃尔·奥热天文台，以及美国犹他州沙漠中占地约800平方千米的望远镜阵列。到目前为止，还没有看到任何超高能宇宙射线。不过，这也可能是由于这些探测器还不够大造成的。

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位于南极的冰立方中微子天文台：冰上部分为实拍图像，冰下部分为虚拟示意图。
当超高能宇宙射线粒子轰击地球大气层的时候，会产生粒子簇射。粒子簇射貌似很容易探测，但其实是非常罕见的事件。平均来说，每个世纪每平方千米上出现的这类粒子还不足一个。因此，地面上的探测器还不足以用来观测地球大气层的簇射。根据奥林托的计算，更好的办法是将探测器送入太空鸟瞰地球，这样的话，它能观测的区域是目前最大的地面宇宙射线探测器皮埃尔·奥热天文台能观测到的50倍至250倍。
而这也正是埃泽尔及罗登凯尔冒险飞行的目的。在太空边缘的这个气球是国际空间站上的实验模块——极端宇宙空间天文台（JEM-EUSO）的测试台。奥林托是这个项目的首席科学家，正在和她的团队一起测试其原型机。
2014年8月的飞行是为了确定气球上的探测器是否能看到空气分子散射出的紫外线激光。JEM-EUSO上的探测器最终将寻找超高能宇宙射线轰击地球上层大气所产生的类似辐射。现如今，最初的实验已经成功，下一步是在美国航空航天局可滞空数周的气球上实验另一个原型机。“我们正在建造一个有效载荷，可以连续工作100天。”奥林托说。他们的试飞计划于2017年3月进行。
到目前为止，还没有人叫停对弱相互作用大质量粒子的搜寻。但是，如果JEM-EUSO、冰立方或未来的中微子望远镜看到了能量无法用标准天体物理学解释的粒子，那么超重暗物质粒子——无论是巨型弱相互作用大质量粒子还是其他的粒子——就会变得更加引人注目。也许，早期宇宙遗留下来的粒子恰恰就是宇宙的化石，为神秘的暴胀时期到底发生了什么提供更多的线索。