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LSST效果图的来源:LSST官方网站

世界上隐藏着某种神秘的东西。它是看不见的，摸不着的。我们只能通过它对世界上所有事物的引力来了解它的存在。这就是所谓的“暗物质”。暗物质对于解释星系中恒星的运动和人类观察到的其他国际现象是必要的。这可能是许多国际行动背后的“黑手”。

自20世纪80年代以来，物理学家创造了一系列复杂的探索者来寻找暗物质，但迄今为止，即使在最高级的混乱实验中，暗物质也没有暴露出哪怕一丝真相。

2019年，科学家将进入暗物质玩的“捉迷藏”游戏的新阶段。今年将要进行的四项暗物质实验可能会给我们带来惊喜，从巨大的地下探索者到主宰世界的巨型望远镜。

LIGO推广有助于寻找暗物质

2015年，LIGO首次直接观测到引力波，令国际社会震惊和欣喜。在对设备进行一系列升级后，它将于今年早些时候开始第三轮观察。到那时，它将收集比以往更多的数据。一些科学家说，引力波数据的使用有望提醒暗物质的“线索”

2018年，一些研究人员提出，如果有一个质量非常小的“暗光子”潜伏在世界某个地方，它的信号可能会出现在LIGO数据中，导致引力波特征非常特殊的不规则性。

暗光子是人类想象的普通光粒子的双胞胎。如果它们存在，它们将成为解释暗物质的一种方式。

研究人员希望基于地面和未来空间的引力波探测器能够做出重大发现，并解决暗物质研究的尘埃问题。

继LIGO的《王者归来》之后，科学家们很可能会在引力波数据中找到暗物质存在的依据。

澄清慵懒中微子的“真实身份”

惰性中微子也被认为是暗物质的候选者。在新的一年里，物理学家们试图阐明两者之间的联系。

早在20世纪90年代，科学家们就在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室运行的液体闪烁中微子探测器(LSND)实验中发现了一种叫做“懒中微子”的神秘新粒子的基础。然而，在接下来的20年左右的时间里，这一结果无法重复，并且在其他测试中也没有发现该粒子的踪迹。

2018年，运行情况突然有所改善:美国费米国家加速器实验室的“微中子中微子试验”再次检测到信号，表明除电子中微子、μ中微子和τ中微子外，第四种中微子——惰性中微子可能真的存在。

中微子几乎可以毫无阻碍地穿过其他物质，就像其他物质不存在一样，所以它们被称为“幽灵粒子”。但是三个普通中微子的质量太小，不足以构成暗物质。惰性中微子是一种质量较大、与普通物质相互作用较弱的中微子。

一些科学家认为，如果懒惰的中微子有足够的质量，它可能是已经被寻找了很长时间的暗物质。他们希望在2019年澄清懒惰中微子的“真实身份”。

大型感应巡天望远镜的“睁眼”

“LSST”是科学家在智利建造的望远镜。每隔15秒，它就能捕捉大面积天空的特定图片。整个天空扫描可以每3天完成一次。

众所周知，暗物质描述了星系及其恒星运动和相互作用的方式。LSST的政策是提供前所未有的关于世界如何运转的细节，这将为天体物理学家提供大量关于暗物质的性质及其在世界中的作用的数据。

2019年，研究人员将首次打开望远镜2800公斤重的“眼睛”，让它能清楚地看到整个天空。LSST预计将于2022年全面投入运营，并将在智利北部的帕乔文山开展为期10年的全天候旅游。在10年的时间里，它将比较它所获得的图像，以便追踪天空变化的规律，并了解暗物质如何“搅动”国际供应中最深层的数据资源。

捕捉氙与暗物质碰撞的微光

粒子物理学家长期以来一直估计，暗物质的第一个直接标志可能是明亮的光:暗物质与惰性物质在一个非常黑暗的房间里碰撞，这将揭示弱点。几十年来，科学家们根据这一原理创造了探险者，但迄今为止，还没有探险者取得任何明确的结果。

因此，许多科学研究团队决定寻找另一种方法——一些升级现有设备，另一些建造新的探索者来搜寻暗物质。

2019年，中国科学家将在“粒子和天体物理氙探索者”(PandaX)频道上努力工作，该频道日夜盯着氙寻找光——如果氙原子与暗物质粒子碰撞，光将被探索者捕获。科学家们正在加快推进该探测器，预计将在2019年至2020年间完成大部分工作。升级后的探索者将被称为“潘达X-xt”，可以容纳4吨氙气。

美国暗物质研究人员也不甘示弱。位于美国南达科他州一个废弃金矿地下约一英里处的“大型地下氙试验”(LUX)，也将全面升级并更名为“LUX-Zeplin”，其中包含10吨液态氙。像“PandaX-xt”一样，该项目可能要到2020年才能完成。

意大利还计划将其探测设备“氙”升级为一个8吨重的液态氙项目“氙-nt”，该项目将于2019年结束。

上述四种搜索方法能让科学家在2019年获得暗物质的适当依据吗？我们不会一直做决定。也许暗物质确实存在，但它的存在方式与我们预期的完全不同。

无论如何，人类对世界的探索是无止境的，许多未解之谜有待解决。更多的研究仍然落后于发现暗物质，但暗物质就像一把钥匙，可以打开通向更深层次物理理论的大门。

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