據(jù)美國宇航局太空網(wǎng)報(bào)道，神秘的遍布整個(gè)，但其特性卻是數(shù)十年來一直困擾天體物理學(xué)家的謎題。如今，一組科研人員開始對(duì)內(nèi)部展開研究，以探討其最可能的成因之一，從而創(chuàng)造了首次有望破解這一謎團(tuán)的機(jī)會(huì)。

　　十個(gè)小組全力尋找

　　人類一直認(rèn)為，這種被稱為的不可見東西，占據(jù)了中90%的空間。到目前為止，天體物理學(xué)家只是通過重力對(duì)恒星和星系的影響，推斷出某些神秘物質(zhì)的存在(例如，暗物質(zhì)使星系的旋轉(zhuǎn)比原本預(yù)期的要快)。

　　在人類假設(shè)中，的基本組成成份主要可能由兩種粒子組成：即所謂的axions和WIMPs(即微弱反應(yīng)大粒子)。目前有十個(gè)小組正在致力于找尋這種重量較大的WIMPs，其中GLAST小組就專門探尋假設(shè)WIMPs及其反物質(zhì)自我相互消亡過程中會(huì)產(chǎn)生的伽瑪射線。另有少數(shù)幾個(gè)小組則致力于探尋重量較輕的粒子----axions。

　　在佛羅里達(dá)大學(xué)物理學(xué)家大衛(wèi).坦納和其他科學(xué)家看來，無論從社會(huì)學(xué)角度還是從技術(shù)原因，WIPM小組的數(shù)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于axion小組。比如，WIMPs小組會(huì)吸引更多的天體物理學(xué)家的專業(yè)意見，另外，這一重量較大的大粒子也更讓人浮想聯(lián)翩。坦納教授對(duì)SPACE.com表示，“WIMPs還意味著超對(duì)稱性和超大尺寸，因此一旦被探測(cè)到，會(huì)給理論學(xué)者們提供大量的可研究空間，有很大的發(fā)展?jié)摿Α?rdquo;

　　來自伯克利大學(xué)的X射線學(xué)家休.哈德森則率領(lǐng)一個(gè)小組進(jìn)行axion研究，他表示，他們發(fā)現(xiàn)了一項(xiàng)極有前途的探尋axion的新方法：探查太陽內(nèi)部。最近在圣路易斯召開的全美天文學(xué)年會(huì)上，哈德森發(fā)布了自己的研究成果。

　　太陽可能是暗物質(zhì)粒子制造工廠

　　無論在電荷之下或是旋轉(zhuǎn)之中，axion的重量都極輕，因此極難與中周圍的物質(zhì)相結(jié)合--即使在這種粒子存在的情況下。太陽被認(rèn)為可能是制造這些暗物質(zhì)粒子axions的工廠，具體的想法是：當(dāng)太陽核心的光量子受到磁場(chǎng)吸引時(shí)，他們就會(huì)變成axions。由于微粒子只是偶而會(huì)與普通物質(zhì)發(fā)生相合作用，因而很容易就會(huì)飛越太陽的核心部分，一路暢通地到達(dá)由其它粒子組成的太陽表層。一旦到了太陽光環(huán)之上，這里的太陽磁場(chǎng)是非常之強(qiáng)的，axions會(huì)再度變回成光量子。

　　哈德森小組希望，通過能夠觀測(cè)到太陽X射線的三大衛(wèi)星--Yohkoh、RHESSI和Hinode的現(xiàn)有設(shè)備能找到這些光量子。哈德森表示，到目前為止的X射線影像已經(jīng)顯示出發(fā)現(xiàn)了axion信號(hào)。他整個(gè)小組成員希望，通過綜合大量的映像信息產(chǎn)生更強(qiáng)的潛在的復(fù)合信號(hào)，進(jìn)一步增強(qiáng)其探索的靈敏度。這一復(fù)合映像可以幫助天體物理學(xué)家們?nèi)コ�所謂的背景噪音，它可能是由任何其它物質(zhì)生成的，而決不是axions。

　　探尋工作全面展開

　　另外的axion研究者都是以地面為基礎(chǔ)的。位于日內(nèi)瓦的歐洲粒子物理研究所內(nèi)有一架Axion望遠(yuǎn)鏡，其目的就在于從太陽超熱的核心探尋出axions。假設(shè)，axions碰到了天文望遠(yuǎn)鏡的無電陰磁極(聯(lián)合磁場(chǎng))。由于受到磁場(chǎng)的作用，axions會(huì)再重新變成光量子，使用X射線探測(cè)儀就能監(jiān)控到這些光量子所發(fā)出的X射線信號(hào)。

　　加利福尼亞勞倫斯.利弗默國立實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了Axion暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)，天體物理學(xué)家卡爾.范.比伯及同僚們希望能生成出他們自己的axions。他們制造出強(qiáng)烈的磁場(chǎng)，希望能探測(cè)到由axion衰減成單一、真正的光量子時(shí)發(fā)出的微波信號(hào)。范.比伯表示，“axion的重量如此之輕，以致于在自由空間時(shí)不會(huì)衰減成兩個(gè)光量子。不過，也可以搞個(gè)有趣的把戲：如果我將一個(gè)光量子發(fā)射到磁場(chǎng)之中(你可以把后者想像成一片虛光子之海)，一個(gè)真正的光量子和一個(gè)虛光子可以相互作用生成一個(gè)axion，反之亦然。”

　　懸而未決的成果

　　不管是由axions構(gòu)成也好，由WIMPs組成也罷，甚至由其它東西組成，這一不可見的物質(zhì)似乎是無處不在。坦納表示，“該行業(yè)人士都認(rèn)為在宇宙和我們的星系中，有一種組成暗物質(zhì)的未知粒子。各大星系都有由形成的暈輪，因此它們的體積看起來都比自身實(shí)際的發(fā)光實(shí)體要大得多。”

　　如果哈德森或其它小組要進(jìn)行axions研究，那么即使聲稱暗物質(zhì)是由前者組成也不會(huì)立即獲得廣泛認(rèn)同。以一事為例，即使有證據(jù)表明axions確實(shí)存在，也無法否認(rèn)WIMPs沒有存在。范.比伯表示，“我們生活的這個(gè)就象一個(gè)類似雞尾酒的世界，其中可能由90%的WIMPs和10%的axions組成，也可能兩者的比例相當(dāng)、各占一半，也可能是其它的情況。”

　　當(dāng)然，這一切不是唯心而定的。坦納表示，“目前還沒有人知道真相，也沒有人敢獨(dú)斷地稱自己的理論是唯一正確的。我們不希望有成百上千種暗物質(zhì)理論出臺(tái)，因?yàn)檫@只能讓問題愈加復(fù)雜糊涂。”

　　就像一次戀愛

　　盡管在探尋這一課題上，天體物理學(xué)家們意見不一，但卻無一例外地對(duì)前景持樂觀態(tài)度。范.比伯在接受電話采訪時(shí)表示，“我認(rèn)為，誰不樂觀誰就不可能成功，我絕對(duì)抱樂觀態(tài)度。我甚至希望，某一天電話鈴響了，對(duì)方張口就說‘你聽說某某某發(fā)現(xiàn)axion了嗎？’會(huì)有人想出我們現(xiàn)在還沒有想到的妙招的。我隨時(shí)做好有突然發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)備，因?yàn)槟苡幸馔庵�喜也確實(shí)不錯(cuò)。”他將自己對(duì)axion的研究比作陷入愛河，“從個(gè)人角度講，這就像一次戀愛，陷于其中不能自拔，我已經(jīng)愛上它20年了。”

　　對(duì)哈德森來說，太陽axions是一項(xiàng)榮譽(yù)，是揭開內(nèi)部秘密的通道。他說，“如果能利用axions，對(duì)太陽物理學(xué)和恒星物理學(xué)都是一次重大革命。一旦得以實(shí)現(xiàn)，將發(fā)現(xiàn)太陽內(nèi)部的奧秘。通過對(duì)axions轉(zhuǎn)換至光量子這一過程的研究，也能在太陽光環(huán)的磁場(chǎng)有所發(fā)現(xiàn)。”舉例來說，axions能幫助天體物理學(xué)家們更精確地測(cè)量太陽內(nèi)核的溫度。