自上世纪80年代以来，研究人员一直在进行实验，寻找构成暗物质的粒子。暗物质是一种遍布银河系和宇宙的不可见物质。由于不发光，这种物质被称为暗物质，它构成了我们宇宙中超过80%的物质，已经多次证明它通过引力影响普通物质。科学家们知道它就在那里，但不知道它是什么。
因此，在理论物理学教授Kathryn Zurek的带领下，加州理工学院的研究人员重新开始思考新的想法。他们一直在研究暗物质是由"hidden sector"粒子组成的可能性，这种粒子比之前提出的粒子要轻，理论上可以用小型的地下桌面设备找到它。相比之下，科学家们正在寻找被称为弱相互作用大质量粒子(WIMPs)的更重暗物质候选者，他们使用的是大型实验，比如在意大利的一个地下7万加仑水箱中安装的氙气。
暗物质总是穿过我们的身体，即使就在这个房间里。祖雷克说，他在十多年前首次提出了隐藏扇形粒子。"当我们绕着星系中心旋转时，这种暗物质的稳定之风通常不会被注意到。但是我们仍然可以利用暗物质的来源，设计新的方法来寻找暗物质风和探测器之间罕见的相互作用。"
在《物理评论快报》(Physical Review Letters)接受发表的一篇新论文中，物理学家们概述了如何通过一种被称为马non的准粒子来探测较轻的暗物质粒子。准粒子是一种突现现象，当固体表现得好像含有弱相互作用的粒子时，就会出现准粒子。玛格子是一种具有电子自旋的准粒子，它的作用类似于小磁子，是被集体激发的。在研究人员# x27;在桌面实验中，一种磁性晶体材料将被用来寻找由暗物质产生的被激发的马子的迹象。
如果暗物质粒子比质子轻，那么用传统方法探测它们的信号就会变得非常困难。"但是，根据许多动机良好的模型，特别是那些涉及隐藏部分的模型，暗物质粒子可以与电子的自旋偶联，这样一旦它们击中物质，就会引发自旋激发，或称玛格子。如果我们通过冷却设备并将其移到地下来降低背景噪音，我们有望探测到仅由暗物质而非普通物质产生的马子
这样的实验目前还只是理论上的，但最终可能会使用埋在地下的小型设备来进行，比如在矿井中，这样来自其他粒子(比如宇宙射线中的粒子)的外部影响就可以降到最小。
桌面实验中发现暗物质的一个迹象是，信号会随着时间的变化而变化。这是由于一个事实,即磁晶体,用于检测暗物质可以各向异性,这意味着原子自然安排在这样一种方式,他们更倾向于与暗物质交互强烈当暗物质从特定的方向。
当地球穿过银河系的暗物质晕时，它会感觉到暗物质风从行星运动的方向吹来。一个固定在地球上某个位置的探测器与行星一起旋转，所以暗物质风在一天的不同时间从不同方向撞击它，有时从上方，有时从侧面，张说。例如，在白天，当暗物质从上方来的时候，你可能比从侧面来的发现率要高。如果你看到了，那将是非常壮观的，这是一个非常强烈的迹象表明你看到的是黑暗物质
对于暗物质如何显现自身，除了通过magnons，研究人员还有其他想法。他们提出可以通过光子和另一种叫做声子的准粒子来探测较轻的暗物质粒子，声子是由晶格中的振动引起的。基于光子和声子的初步实验正在加州大学伯克利分校进行，在Zurek于2019年加入加州理工学院之前，该团队就在这里工作。研究人员说，使用这些多种策略来寻找暗物质是至关重要的，因为它们相互补充，有助于确认彼此的结果。
张说:“我们正在寻找寻找暗物质的新方法，因为我们对暗物质知之甚少，所有的可能性都值得考虑。”
这项名为"的研究由美国能源部(DOE)和美国国家科学基金会(NSF)资助。该研究的另一位合著者是加州大学伯克利分校的研究生坦纳·细流。
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