關于暗物質的電腦模擬圖。該圖演示了不可見暗物質是如何在光環中結合的。
據英國媒體報道，美國“低溫暗物質搜尋計劃”項目組科學家近日發表聲明稱，他們已經在一個廢棄的地下鐵礦中捕獲到暗物質粒子。如果這一發現最終得到證實，它將成為近百年來物理學領域最重要的發現之一。
近八十年來，暗物質一直是困擾科學界的一個難解之謎。關于暗物質，普遍的理論認為，在宇宙中只有四分之一的物質是可見的，而那四分之三的不可見神秘物質就是所謂的暗物質。多少年來，科學家一直在尋找暗物質存在的直接證據，但都沒有取得實質性成果。美國科學家的這次發現一經證實，它將為人類尋找暗物質的艱難歷程畫上一個圓滿的句號。
據研究人員介紹，他們是在一個廢棄的地下鐵礦中捕獲到暗物質的。這個地下鐵礦就是美國明尼蘇達州北部的索丹鐵礦，大約位于地面之下半英里(約合800米)的位置。在索丹鐵礦的底部，安裝有高敏感探測器，這些探測器都是美國“低溫暗物質搜尋計劃”的實驗裝置。近日，研究人員利用這些高敏感探測器捕捉到暗物質粒子的身影。
“低溫暗物質搜尋計劃”項目首席科學丹-巴維爾介紹說，該項目組此次共發現了兩個粒子，它們的特點與預期中的暗物質粒子完全吻合。巴維爾是在費米國家實驗室近期舉行的一個研討會上公布這一重大發現的。其實，數周前就已經有相關謠傳稱，巴維爾項目組即將公布這一偉大發現。
盡管目前得到的結果尚有待進一步證實，但是它還是引起了科學界的轟動。英國劍橋大學天文學院科學家吉利-吉爾摩認為，“如果他們確實發現了暗物質的真正蹤跡，那絕對是一個偉大的發現。暗物質是宇宙的重要組成部分，而且也是宇宙成為一個整體的必要物質。當普通物質融入到暗物質之中時，就可形成星系、恒星、行星以及人類生命。沒有暗物質，我們也不可能生活在這里。”
現代意義上的暗物質概念最早是由瑞士天文學家弗里茲-扎維奇于1933年提出的。當時，扎維奇認為，一個遙遠的星系簇即將分崩離析，但這種分離不是由常規的重力牽引所造成的，而是由不可見宇宙物質所導致的。在扎維奇所描述的這種現象中存在的神秘物質，由于它既不能反射光線，也不能吸收光線，用望遠鏡根本無法觀測到它們，因此被稱為暗物質。自1933年起，科學家們就一直在暗物質是否存在這個問題上爭論不休。
2008年，“哈勃”太空望遠鏡在一個遙遠星系周圍的幽靈狀光環中發現了暗物質存在的非直接證據。這種神秘光環就是當恒星的光線經過暗物質時被彎曲所形成的。在此之前，由美國加州理工學院天文學家理查德-麥西所領導的一支科研團隊首次發布了關于暗物質的三維圖，這些三維圖揭示了暗物質是如何附著于星系周圍以及相互之間是如何結合的。
暗物質是由多種不可見粒子組成，這種說法既可以解釋宇宙中的“質量缺失”現象，也可以為人類尋找暗物質的道路指點方向。所謂的“質量缺失”現象，就是指占宇宙四分之三質量的物質不見蹤影，利用牛頓引力理論根本無法解釋這種現象。暗物質的不可見粒子可以用來幫助科學家理解為什么時間總是在向前運動的。
吉爾摩認為，“這一發現的真正影響是屬于心理方面的，它表明我們正在接近一個全新的物理學世界。我們都知道，宇宙中存在許多事物和屬性。對于粒子家族的這些新成員，所有事物和屬性都將要做出反應。在現有許多最神秘的問題中，時間為什么總是沿著單一方向前進這個問題將通過暗物質粒子來得到合理的解釋。”
許多科學家相信，暗物質粒子將成為“超對稱性”理論的有力證據。“超對稱性”理論認為，宇宙中的任何粒子都是成雙成對的，即它還有一個相對較重的伴侶粒子。發現“超對稱性”理論的證據也是歐洲大型強子對撞機的主要目標之一。
暗物質粒子的奇特之處就在于，當它們穿過某物體時，就像對方不存在一樣。根據它們的這種特性，科學家們將它們命名為“Wimps”粒子，即弱相互作用重粒子。科學家們相信，每時每刻，都有大量的“Wimps”粒子穿越地球，穿越所有事物，當然也包括我們的身體。
科學家們之所以將“低溫暗物質搜尋計劃”探測器安裝于幾百米深的地下礦洞中，就是為了防止太空中其他各種粒子對探測器的干擾，礦洞起到屏蔽作用。當暗物質粒子擊中探測器中的一個原子核時，就會引起原子核擺動。科學家們長期不懈地研究，也就是為了等待這一罕見的機會。“低溫暗物質搜尋計劃”項目組共發現了兩個暗物質粒子擊中探測器中的原子核。
據巴維爾介紹，他們明年將對礦洞中的探測器進行升級，然后再繼續搜尋更多暗物質。
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