報道說,暗物質(zhì)占宇宙質(zhì)量的80%以上。盡管經(jīng)過數(shù)十年的實(shí)驗(yàn),迄今為止仍然未能在地球上發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)。搜索暗物質(zhì)的要素之一是對暗物質(zhì)局地密度作出假設(shè),這決定了在給定時間內(nèi)經(jīng)過探測器的暗物質(zhì)粒子數(shù)量,從而決定了實(shí)驗(yàn)敏感度。在某些模型中,這種密度可能比通常假設(shè)的高出許多,而且某些區(qū)域的暗物質(zhì)與其他區(qū)域相比更加密集。
其中一類重要實(shí)驗(yàn)使用的是原子或原子核,因?yàn)樗鼈儗Π滴镔|(zhì)信號具有令人難以置信的敏感度。部分原因在于,當(dāng)暗物質(zhì)粒子質(zhì)量非常小時,會引起自然常數(shù)的振蕩。這些振蕩,比如出現(xiàn)在電子質(zhì)量或電磁力相互作用的強(qiáng)度中,會以可預(yù)測的方式改變原子和原子核的躍遷能量。
日本卡弗里數(shù)物聯(lián)攜宇宙研究所項(xiàng)目研究員喬舒亞·伊比、美國加利福尼亞大學(xué)歐文分校博士研究員蔡育岱和美國特拉華大學(xué)教授瑪麗安娜·薩夫羅諾娃組成的國際研究團(tuán)隊(duì)在這些振蕩信號中看到了潛力。他們聲稱,在太陽系的一個特定區(qū)域,即水星軌道和太陽之間,暗物質(zhì)的密度可能極大,這意味著對振蕩信號異常敏感。
報道說,這些信號可以被原子鐘捕捉,因?yàn)樵隅姷倪\(yùn)轉(zhuǎn)方式就是仔細(xì)測量原子在不同狀態(tài)間躍遷時發(fā)射的光子頻率。由于暗物質(zhì)振蕩會讓光子能量略微增加或減少,原子鐘實(shí)驗(yàn)附近的超輕暗物質(zhì)會改變光子頻率。
伊比說:“實(shí)驗(yàn)周圍的暗物質(zhì)越多,這些振蕩就越大。因此在分析信號時,暗物質(zhì)的局地密度非常重要。”
雖然目前仍不知曉太陽附近暗物質(zhì)的精確密度,但研究人員認(rèn)為,即使是敏感度相對較低的搜索也能提供重要信息。
太陽系中暗物質(zhì)密度僅受行星軌道信息的限制。水星是距離太陽最近的行星,在水星與太陽之間的區(qū)域幾乎沒有限制。