早在我們有物質原子理論以前，科學家們就知道雖然空氣是不可見的，但它是實體。這是因為當風撫摸著樹上的樹葉時，我們能看見它的運動。
同樣地，在更廣泛的宇宙中，我們也從星系內恆星運動中看到了另一種不可見的力量的影響，但我們還不知道這個神秘的「暗物質」是由什麼組成的。
現在新一代探測器——包括我們正在維多利亞一個金礦中建設的這臺——正帶給我們可能最終揭示暗物質的希望。
黑暗中的輝光
一些模型預測構成暗物質的任何粒子也就是其自身的反粒子。這就導致了如果兩個暗物質粒子相互作用，它們就會湮滅為一陣奇異粒子或是輻射的迷人預測。
如果它湮滅為粒子，那麼太空探測器，如國際空間站上的阿爾法磁譜儀(AMS)就可能會發現例如正電子的異常數量。如果它湮滅為輻射(或如果正電子自我湮滅)，那麼這種輻射將會是高能伽馬射線的形式，可能會被NASA在地球軌道上的費米伽馬射線太空望遠鏡檢測到。
安裝在國際空間站上的阿爾法磁譜儀可以幫助探測暗物質的跡象。NASA
如果是這樣，暗物質密度最高處的信號將會是最強的，這可能會是靠近銀河系中心，被密集恆星和超大質量黑洞的巨大引力所拉近。
不幸的是，黑洞和附近的爆發恆星都能產生類似暗物質湮滅的信號。這使得很難從黑洞或超新星噪聲中區分出任何暗物質信號。
然而，如果我們找到一坨發出耀眼伽馬射線的暗物質，而且附近幾乎沒有任何恆星，那麼我們就非常有信心是看到了暗物質的跡象。
幸運的是，銀河系中有這樣的物體在繞行，被稱為極微弱矮橢球星系。但不幸的是，似乎沒有來自這些物體的伽瑪射線被確認檢測到，雖然有線索表示那裡可能有一些有趣的事情在發生。
要確定暗物質的性質在實驗室中直接檢測是不可替代的。在歐洲核子研究中心的大型強子對撞機的碰撞過程中產生暗物質是可能的，但在這種情況下，它會直接飛過探測器不留一絲痕跡深藏功與名。
它的存在會以與抓住一個狡猾的會計師一樣的方式被揭示出來：我們測量進入一次碰撞的所有能量，我們再測量出來的所有能量，如果對不起來，我們就知道一些能量已經以暗物質的形式逃逸了。
大型強子對撞機可能會製造出暗物質粒子。CERN
挖掘暗黑金礦
還有另一個選擇，那就是嘗試檢測地球每年都在穿越的銀河系中自然發生的暗物質。這依賴於幽靈般的暗物質與原子核的迎頭碰撞。
事實上，在你讀完這篇文章的時間裡，你可能已經有一個原子被暗物質粒子撞飛了，但你很可能毫無感覺，因為人體是很差的檢測器。但我們正在建造一臺更好的。
一個大學、研究機構和行業的國際聯盟正在建造斯託爾地下物理實驗室(SUPL)，它將在南半球維多利亞斯託爾金礦地下一公裡深度容納世界第一臺暗物質探測器，被稱為SABRE。
我們利用上方巖層來阻擋來自太空的輻射，否則就會淹沒敏感的探測器。這確保只有幽靈般的暗物質可以穿透實心的巖層，並偶爾撞上探測器。
SABRE實驗的一些首席科學家們在斯託爾金礦中，背景是輻射測試設施。Carl Knox (Swinburne University)
SABRE實驗包括一個摻入鉈的超純碘化鈉晶體，它有著極度低的本體輻射水平(畢竟我們不想看到自己的放射性「光暈」)。這種由普林斯頓的Frank Calaprice教授創建的獨特晶體偶爾會被暗物質粒子擊中，導致一個原子核像在撞球遊戲中一樣回彈。原子在碰撞過程中將被高能激發，最終以高能伽瑪射線釋放出這一能量。
碘化鈉晶體本身是一種天然閃爍體，它吸收這種伽瑪射線並產生光學閃光，能被晶體周圍的高靈敏相機檢測到。所以，我們在黑暗中尋找黯淡的閃光來捕獵幽靈。
我們希望最終能夠闡明暗物質，對構成五倍於可見宇宙質量的這種神秘物質獲得一些了解。
轉自：http://jandan.net/2015/09/18/dark-matter.html
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