在太阳附近运行的原子钟可以探测到暗物质

　　虽然已经进行了许多基于地球的实验，试图探测暗物质，但这种神秘的物质仍然难以捉摸。现在，物理学家提出了一项新的实验，试图通过将原子钟发送到暗物质密度最高的地方（太阳附近）来寻找信号。
　　上图：一项新提出的暗物质探测器实验将使用原子钟在太阳附近寻找暗物质的迹象，据预测，太阳附近的暗物质密度最高。
　　实际上，我们每天在周围看到的物质只占宇宙质量的15%左右。另外的85%归因于一种奇怪的、不可见的物质，它既不反射也不发光，因此它的名字听起来很吓人：暗物质。然而，它确实通过与光和物质的引力相互作用让人们知道它的存在，而且证明它存在的证据还在不断增加。
　　然而令人沮丧的是，尽管科学家们进行了几十年的研究，但最有力的证据 —— 直接探测 —— 仍然未能实现。根据不同模型的预测，科学家们已经进行了各种实验，根据暗物质可能具有的性质，或可能没有的性质来探测它们。 最常见的做法是，在地下深处放置一个装有探测器材料的巨大容器，远离干扰，等待罕见的情况发生，即暗物质粒子撞击容器中的原子核。其他的实验则是观察一些假设的暗物质粒子预计会产生的电磁效应。
　　到目前为止，这些实验都没有发现任何这种物质的迹象。但这也许是因为我们一直在一个错误的地方寻找 —— 地球。模型表明，太阳系中暗物质密度最高的地方应该在太阳附近，所以，一项新的研究建议我们从那里开始寻找。
　　来自Kavli IPMU、加州大学欧文分校和特拉华大学的研究人员概述了一种潜在的探测太阳附近暗物质的新方法。在那里，物质的密度应该足够高， 因此它的预测信号应该比在地球上清晰得多。
　　在暗物质粒子具有极小质量的模型中，它们将被预测为在某些自然常量下诱发振荡，例如电子的质量或电磁强度。这些变化将反过来影响原子在状态之间转换时的能量。由于原子钟的工作原理是测量原子在状态之间转换时发出的光子的频率，所以，它们应该能够探测到暗物质何时会引起这些振荡。
　　该研究的作者约书亚·伊比（Joshua Eby）说：＂实验周围的暗物质越多，这些振荡就越大，所以在分析信号时，暗物质的局部密度很重要。 ＂
　　重要的是，该团队表示，进行该实验所需的技术已经存在。原子钟被广泛用于保持航天器同步，而且，帕克太阳探测器的特殊屏蔽已经证明近太阳轨道是可以实现的。
　　约书亚·伊比表示：＂远程太空任务，包括未来可能的火星任务，将需要非常精确的时间，就像太空中的原子钟所提供的那样。未来可能的一次任务，其屏蔽和轨道与帕克太阳探测器非常相似，但携带原子钟装置，可能足以执行搜索暗物质任务。 ＂
　　虽然，目前还不知道这个概念何时或是否会付诸实施，但这是一个有趣的想法。
　　一篇描述这一想法的论文已经发表在《自然天文学》杂志上。                                给好奇者的暗黑物理学 暗物质 暗能量黑夜黑体黑洞的发现史和引发                        ￥49.8                                                                购买
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