「颶風」向太陽系襲來，暗物質構成粒子會被找到？

（原標題：Researchers brace for dark matter 『hurricane』）

出品|網易科學人欄目組 天門山

微信|公號ID：WYKXR163

據國外媒體報道，發生在遙遠距離的星系碰撞所產生的影響，可能很快會幫助人類尋找到構成暗物質的神秘粒子。

太陽系正在穿過一個被銀河吞噬的星系，這增加了探測來自它的暗物質的可能性。銀河甚至所有的星系，都是在一個巨大的光暈中形成的，這個光環由一種叫做暗物質的無形附加物質組成，它的重量是可見物質的五倍多。

太陽系圍繞銀河系的運動，使它以每秒230公里的速度穿過暗物質光暈。因此，在我們看來，暗物質是一種高速的「風」。

去年，歐洲航天局蓋亞 (Gaia) 衛星探測了太陽系附近恆星的運動，發現了一條此前不為人知的的流狀物「S1」，這是一個小矮星星系被銀河系吞噬的痕迹。現在，由西班牙薩拉戈薩大學的恰蘭·奧黑爾(Ciaran O『Hare)負責的一項研究發現，來自該小矮星星系的相當於100億個太陽質量的暗物質正沿著S1直接向太陽移動。

這種暗物質將以每秒500公里的速度襲擊太陽和來自地球的任何探測器，這一速度比標準暗物質風要快得多。奧黑爾和他的同事稱這為「暗物質颶風」。

這項研究探索了構成暗物質的、目前尚不為人類所知的幾種流行候選粒子，以檢測這種颶風如何直接地對探測實驗產生影響。

標準情況下，幾倍到數百倍於質子質量的一個弱相互作用重粒子（簡稱「WIMP」），與原子碰撞將會產生怎樣的核衝擊力量。目前，這是幾個碘化鈉晶體和液化氙探測器的探測內容之一。

奧黑爾和他的同事們研究桑福德地下研究所的LZ（LUX-ZEPLIN）實驗發現，這種被稱作「S1」流體中暗物質的構成成份如果達到10%，它可能強於標準風，並且這種重粒子質量將是質子質量的5到25倍。

LZ實驗是由大型地下氙（LUX）項目和液態惰性氣體閃光實驗（ZEPLIN）合併後，組建的直接探測WIMP的美國能源部一個官方實驗項目。

桑福德地下研究所是美國最深的地下物理實驗室，坐落於南達科他州布萊克山，由廢棄的金礦改建而來。就全球而言，該研究所也是利用液化氙探測器進行暗物質探測研究的實驗室之一。在桑福德地下研究所進行的LZ實驗，被稱為世界三大直接探測暗物質粒子實驗中靈敏度最高，有望最先捕獲暗物質中弱相互作用重粒子的實驗。

奧黑爾和他的同事在研究內容中寫道，和標準暗物質風一樣，當該「S1」流體「迎面撞擊太陽系」時，它的反旋轉結構將大大增加來自天空中暗物質出現的數量。事實上，它應該會產生類似旋風結構的 「環」，這可能在未來很容易被定向暗物質探測器所探測。

被稱為軸子的外來暗物質粒子的情況，在該颶風最引人注目的跡象中被發現。作為構成暗物質的超級候選粒子，軸子在強磁場下可以轉換成光子，這迅速引起全球範圍暗物質科學研究者的關注。

不管這個難以捉摸的粒子是什麼，其探測進展自從「S1」被發現以來已經有了改善。奧黑爾和他的同事表示，洶湧而來的這一颶風將大大增加暗物質探測的進展。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！