在意大利，一支科學考察隊伍正在意大利的山裡組裝一臺儀器。與此同時，在美國南達科他州黑山的一座廢棄金礦下面，另一支科學團隊在做著同樣的事情。同在黑暗籠罩的地方，他們也有著同一個目標——捕捉到一絲微弱的亮光和自由電子，以證明暗物質的存在。
雖然至今為止，尚未有實例證明暗物質的存在，但不少科學家仍然相信，它比“普通”物質要豐富得多。在這些科學家看來，由原子構成、組成了物質世界的“重子物質”，只佔宇宙的不到5%，暗物質佔25%，剩下的則是暗能量——一種可以排斥重力神秘的力量。部分理論證明，暗能量是宇宙加速膨脹的原因。
或許很多人有疑問，找到暗物質又有什麼用呢?確認暗物質的存在，將改變我們對宇宙基本構造的理解，並提供宇宙如何誕生和如何變化的重要線索。
正因如此，在羅馬以南75英里處的格蘭薩索山脈下，出現了世界上最大的地下實驗室，實驗室內，暗物質探測器“暗面-20k”正在建造。為此，大量科學家和工程師齊聚此地。休斯頓大學助理教授倫肖(Andrew Renshaw)稱，在小城裡，隨便進入一家咖啡館，都可能偶遇一位科學家。
向西橫跨小半個地球，在南達科他州距離拉什莫爾山約1小時車程的地方，名為LUX-ZEPLIN(LZ)的暗物質探測器同樣在桑福德地下研究中建造著。研究人員需要搭乘籠子一樣的簡陋電梯，沿著礦井進入實驗室。安全帽是必備的，除此之外，他們還要隨身攜帶“自救器”呼吸裝置，以防發生火災。
研究人員之一的馬里蘭大學物理學副教授、LZ項目發言人霍爾(Carter Hall)表示：“暗物質存在是十拿九穩的，我對此毫不懷疑。”
然而，專業人員的信心，絲毫無法緩解民眾一個最主要的疑惑：既然我們從未探測到暗物質粒子，那麼為什麼你們如此確定它們的存在?
這個問題要從牛頓說起。牛頓提出，引力是物體間的作用力。利用他的公式，科學家繪製出了地球和月球的軌道。但是，隨著人類的視野擴展，科學家們發現，當黑洞之類的因素出現後，牛頓的公式失效了。之後，愛因斯坦出現了。在他的廣義相對論中，引力不是一種力，而是空間和時間的固有屬性，可以被質量大的物體扭曲。
相對論解決了當時的問題，並在很長一段時間內在物理學界暢通無阻。直到20世紀70年代，天體物理學家魯賓(Vera Rubin)發現，螺旋星系邊緣的恆星與靠近星系中心的恆星以同樣的速度運動時，相對論也失效了。
在較小的宇宙空間中，比如太陽系中，引力是如何作用的?可以看到，太陽系的第1顆行星水星繞太陽公轉的速度，比第八顆行星海王星要快得多，照此推論，環繞星系中心的恆星同樣應該如此。
既然星系邊緣的恆星與靠近中心的恆星以同樣的速度運動，那麼必然有一種看不見的物質，為其提供了另外的力。這就是科學家們始終相信暗物質存在的原因。
更讓科學界振奮的是，因為新方法的應用，人類可能要改寫一直無法探尋到暗物質的歷史。據悉，“暗面-20k”將使用液態氬，LZ將使用液態氙作為試驗材料。它們的方法在原理上是一致的：等待暗物質粒子撞擊相應物質原子核。氬和氙都是十分穩定的元素，在專門費力建造的研究室中，只有暗物質有引起其反應的可能。
2臺探測器都配備了專門的傳感器，用來捕捉暗物質粒子與原子碰撞時產生的光和釋放的電子。
霍爾介紹說：“你可以把原子核想象成一個檯球，然後想象它突然被撞到了。雖然我們看不到撞到它的東西，但是我們可以看到檯球的反衝。”
為了等到那一刻，全球科學界已經連續數十年投入重金。“暗面-20k”和LZ都已經分別是相關項目的第2代儀器。與此同時，我國也發射了自己“悟空”號暗物質粒子探測衛星，和國際空間站上的阿爾法磁譜儀一起，在太空中尋找暗物質的跡象。它們都是為了尋找弱相互作用大質量粒子(WIMPS)而設計的，這種理論粒子比普通物質的粒子要大得多、重得多。
華盛頓大學的Axion暗物質實驗器(ADMX)則另闢蹊徑，尋找起了另一種可能的暗物質——低質量軸子。
儘管多年來，新聞界在相關問題上常常出現誇張的標題，但迄今為止，科學界的大量暗物質實驗——包括ArDM、DEAP、達爾文(DARWIN)、XMASS和畢加索(PICASSO)——都空手而歸了。一些物理學家認為它根本不存在，有人則提出了替代的引力模型。
事實上，科學界也無法否認“暗物質根本不存在”的觀點。因為，“腦補”出某種物質來解決問題，在人類科學史上並非第一次了。最經典的例子是“以太”學說在18世紀的流行，當時的許多科學家，光波在宇宙中穿梭需要承載物質，“以太”就是這種物質。隨著科學發展，“以太”學說最終被推翻。
當然，我們的工具和物理和天文學知識現在要先進得多。但仍有可能我們對暗物質知之甚少，我們正在以完全錯誤的方式尋找它。
比如，就算我們建造出了比以前更大、更先進的儀器，也不一定能得出成果。科學家將“暗面-20k”和LZ建在地下，就是為了避免宇宙射線等外物對其造成衝擊，然而，即使在堅硬的岩石下，氡和自由中子也幾乎到處都是，難免對試驗造成干擾。
科學家們的應對辦法是，將LZ封裝在一個完全阻塞自由中子的探測器中，“暗面-20k”則配備了低輻射的新型光敏傳感器。
此外，另一個可能提高試驗成功率的方法是增加儀器尺寸，因為儀器裡的試驗物質越多，和暗物質隨機碰撞的可能性越大。“暗面-20k”較上一代“暗面-50”大10倍，這讓它能容納400倍的氬。LZ的氙含量是LUX的25倍。
現在已經到了暴風雨前的寧靜時期。很快，儀器的建造速度將會加快，來自世界各地的研究人員也將集中飛往意大利和南達科他州。
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