十亿个微小的摆锤可以检测到宇宙失踪的质量

美国国家标准技术研究院(NIST)的研究人员及其同事提出了一种寻找暗物质的新方法，暗物质是宇宙的神秘物质，几十年来一直无法发现。暗物质约占宇宙的27%。普通物质，例如制造恒星和行星的物质，仅占宇宙的5%。(一个名为暗能量的神秘实体占了其他68%。)

根据宇宙学家的观点，宇宙中所有可见的物质都只是漂浮在广阔的暗物质海洋中，尽管这些粒子是看不见的，但它们仍然具有质量并施加引力。暗物质的引力将提供缺失的胶水，以防止星系散落，并解释物质如何凝聚在一起形成宇宙丰富的银河挂毯。

拟议中的实验将使十亿毫米大小的钟摆充当暗物质传感器，这将是第一个仅通过其与可见物质的引力相互作用来寻找暗物质的实验。该实验将是寻找质量与盐颗粒一样大的暗物质颗粒的少数实验之一，这种规模很少被探索，也从未被能够记录微小重力的传感器研究过。

先前的实验通过寻找隐形粒子与某些普通物质之间相互作用的非引力征兆来寻找暗物质。搜索所谓的WIMP(弱相互作用的大颗粒)的假设类型的暗物质就是这种情况，该暗物质在二十多年的时间里一直是看不见材料的首选。物理学家寻找证据表明，当WIMP偶尔与探测器中的化学物质碰撞时，它们会发光或带走电荷。

以这种方式寻找WIMP的研究人员要么空手而归，要么获得了不确定的结果。粒子太轻(理论上其质量在电子和质子之间不等)无法通​​过其引力拖船进行检测。

随着对WIMP的搜寻似乎已走到尽头，NIST的研究人员及其同事现在正在考虑一种更直接的方法来寻找质量更重的暗物质颗粒，从而产生足够大的重力以进行检测。

研究合著者，联合量子研究所(JQI)NIST联合的理论物理学家丹尼尔·卡尼(Daniel Carney)说：“我们的建议仅依赖于引力耦合，这是我们唯一确定的暗物质与普通发光物质之间存在的耦合。” )以及位于大学公园的马里兰大学量子信息与计算机科学联合中心(QuICS)和费米国家加速器实验室。

研究人员还包括NIST，JQI和QuICS的Jacob Taylor。JQI和QuICS的Sohitri Ghosh;和费米国家加速器实验室的Gordan Krnjaic计算得出，他们的方法可以搜索最小质量约为盐粒一半或质子质量十亿倍的暗物质颗粒。科学家今天在《物理评论D》中报告了他们的发现。