意大利结果令人费解后，韩国实验室将寻找暗物质

地下实验室不断检测暗物质的可能迹象。那么为什么其他人不能呢？

暗物质塑造了宇宙，但到目前为止我们还未能探测到它。

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韩国旌善山下的一个新的暗物质探测器即将启动。该团队正试图排除——或者可能重现——意大利先前探测器的令人费解的结果。

据研究可观测宇宙的天文学家所知，其中只有大约 5% 是由物质组成的。其余的，或者说绝大多数，是由暗物质（约 27%）和暗能量（约 68%）组成。 

暗物质是一种不可见的物质，它不会发出自己的光，只能通过引力与正常物质相互作用，我们可以在星系和星系团中看到证据。但考虑到它的数量似乎是普通物质的五倍，科学家们当然正在寻找它存在的直接证据。

寻找它的一种方法可能是违反直觉的，就像暗物质解释了我们在恒星和星系中看到的那样，是进入地下。 

加州大学圣塔芭芭拉分校物理学副教授休·利平科特在《对话》的一篇文章中解释说：“在地球上，我们经常被来自微量元素（主要是铀和钍）的低水平、无危险的放射性所包围。 – 在环境中，以及来自太空的宇宙射线。” 

“寻找暗物质的目标是建造尽可能灵敏的探测器，这样它就可以看到暗物质，并将其放在尽可能安静的地方，这样就可以在背景放射性中看到暗物质信号”。

世界各地有多个地下设施，物理学家在那里寻找弱相互作用大质量粒子 (WIMP) 的迹象，其中包括测量中微子的影响。这个想法是，当弱相互作用粒子在太空中移动时，它必须一直穿过地球，因此为了探测它们，我们只需要足够灵敏的探测器来捕捉那些微弱的相互作用。

到目前为止，基本上没有运气。但在 1997 年，意大利的一个团队——格兰萨索国家实验室的 DAMA/LIBRA 实验——报告了令人费解的结果。他们的探测器使用碘化钠晶体，当亚原子粒子在这些晶体内的原子核内相互作用时，会产生微小的闪光。研究小组报告了闪光，这表明他们受到了亚原子粒子的撞击。这是可以预料的，上面提到的一些背景事件正在进入探测器。 

然而，一年中事件的数量有所不同，如果某些事件是由暗物质引起的，这就是你所期望的。这是因为地球在其轨道的某些部分更快地穿过银河系的暗物质晕，从而增加了您预期的探测数量。随着它在光环中移动的速度越来越慢，您预计检测到的也会较低。

结果引起了争议，特别是当其他团队尝试复制结果但未能成功时。但即使他们提高了仪器的灵敏度，该团队仍然继续看到这些检测结果。更何况，随着探测器灵敏度的提高，它应该能够探测到较低能量的碰撞。这些会在一年中的不同时间达到峰值，但数据中没有看到这一点。

现在，韩国的一个团队正试图在一个名为 Yemilab 的新设施中复制 DAMA/LIBRA 实验。该团队之前的实验 COSINE-100 无法复制 DAMA/LIBRA 的结果，尽管使用了相同的碘化钠晶体的类似装置。 

COSINE-100 联合发言人 Hyun Su Lee 在 2016 年的一份声明中表示：“初步结果划出了 DAMA 信号可能绘制的暗物质搜索区域的相当一部分。换句话说，剩下的空间已经所剩无几了。”除非对暗物质模型进行重大修改，否则这一说法来自于暗物质相互作用。”

新实验被称为 COSINE-200，使用相同的设置，但灵敏度更高，并且使用了更多“不辐射”的碘化钠晶体。总体而言，该项目（应从 8 月开始运行）也比 DAMA/LIBRA 实验得到了更好的屏蔽，有望减少之前实验中可能发生的任何背景干扰。 

希望收集到的数据能够告诉我们，之前声称的探测结果是否是错误的、其他来源的（总是有可能的，只需询问那些认为他们看到的比光中微子更快的团队），或者一些真正奇怪的东西。