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巴爾的摩——關於暗物質的普遍觀點是，沒有人真正知道它是什麼，因為沒有人見過它。前一個論斷基本上是不可辯駁的——暗物質可以採取多種形式。但一個研究小組會反駁後一種說法。過去幾年中，義大利的 DAMA (暗物質) 合作組織一直在聲稱，他們位於地下的探測器已經記錄到了地球穿過暗物質海洋時產生的暗物質訊號。但儘管支援他們論斷的觀測證據日益增強，DAMA合作組織的發現仍然是科學界廣泛懷疑的來源。
本週在太空望遠鏡科學研究所 (STScI) 舉行的關於暗物質的研討會上，這種情況得到了突出。DAMA 科學家 5 月 2 日的演講之後，緊接著是關於一種競爭性暗物質探測器的介紹——其結果更被廣泛接受 並且其資料與 DAMA 的發現相矛盾。幾天後，代表第三個探測器的第三位科學家也發表了看法，使情況更加混亂。
暗物質為宇宙提供了大量的總質量，因此對於宇宙的演化至關重要，但它既是不可見的，又幾乎不與正常物質相互作用，這使得 直接探測它成為一項難以置信的挑戰。到目前為止，它的存在是透過它在塑造星系和其他大規模結構中的引力效應推斷出來的。
羅馬托爾維加塔大學的皮爾路易吉·貝利和 DAMA 合作組織解釋說，他的團隊的探測器測量到了粒子撞擊的年度波動，這似乎符合暗物質的要求。DAMA 是一種旨在測量環境粒子環境變化的探測器——包括推測的暗物質——當地球穿過其軌道時。“地球在銀河系框架中的速度在一年中的不同時間是不同的，”貝利解釋說。隨著太陽在圍繞銀河系的軌道上穩定移動，地球又繞太陽執行，地球的速度要麼加上太陽的速度，要麼減去太陽的速度。如果暗物質像理論預測的那樣環繞著銀河系，地球應該在粒子海洋中來回振盪。DAMA 應該能夠記錄到一年中透過探測器的暗物質粒子數量的消長週期。
DAMA 實驗由 250 公斤的晶體碘化鈉組成，這些碘化鈉被隱藏在義大利格蘭薩索國家實驗室的地下深處。將探測器埋在地下可以遮蔽儀器免受更普通的粒子的影響，而暗物質應該相對容易地穿過岩石並進入實驗室。希望是，其中一些粒子，在乾淨地穿過地球后，會撞擊 DAMA 探測器中的一個原子，透過在晶體中沉積微小的能量來宣佈它的存在。
在十多年的執行中，DAMA 記錄到了粒子撞擊的季節性波動，這與暗物質海洋應該呈現的樣子一致。正如預測的那樣，波動週期在 6 月初左右達到峰值，並持續將近整整一年。“結果與許多暗物質情景非常吻合，”貝利說。具體來說，DAMA 可能正在看到一種非常輕的暗物質首選候選形式，即弱相互作用大質量粒子，或 WIMP。“我們有非常高的置信度證明存在暗物質粒子，”貝利說。
宣佈暗示新粒子或物理效應的證據的一般標準是三個標準差，或 3 西格瑪；聲稱新發現的基準是 5 西格瑪。DAMA 的季節性通量現在大約是 9 西格瑪效應。但對暗物質解釋的懷疑仍然很大。
“我認為現在每個人都會同意他們看到了一個訊號，”STScI 天文學家馬里奧·利維奧說。“問題是：它是什麼？”會議上的其他研究人員也表達了同樣的觀點——畢竟，9 西格瑪的結果需要一些解釋，即使它不是實驗者提供的暗物質解釋。“這是一個有趣的暗示，”斯坦福大學物理學家彼得·格雷厄姆在 4 月 4 日的研討會上的小組討論中說。“他們顯然有一個訊號，而且他們已經看到它很長時間了。”
在瑞士日內瓦郊外的大型強子對撞機工作的物理學家阿爾伯特·德·羅克懷疑 DAMA 科學家可能在一開始就和他們的同行關係不好。DAMA 在 10 多年前首次宣佈了表明存在暗物質的季節性調製的證據，當時訊號比現在弱得多。並非所有人都信服。“這似乎好像他們希望它在那裡，”德·羅克說。現在，即使證據更加有力，該領域仍然持懷疑態度。
物理學家抱怨說，DAMA 小組沒有足夠公開其資料。在貝利的演講中，加州大學洛杉磯分校的物理學家戴維·克萊恩指出，其他研究人員沒有被允許訪問 DAMA 的原始、未處理的資料，以瞭解該合作組織如何得出 9 西格瑪的結果。“如果能看一看就好了，”克萊恩說。“通常在科學領域，人們會開啟大門讓其他人檢視他們的資料。”
貝利說，那根本不是程式。“這些資料是按照簡單的標準方法分析的，”他說。“所以我們認為沒有必要給出特定資料。”
鄰近的 Xenon100 實驗並沒有幫助 DAMA 的情況。Xenon100 與 DAMA 在同一個地下實驗室中，其工作原理與 DAMA 類似。其探測器以 62 公斤的液氙為目標，自 2009 年以來一直在等待暗物質的碰撞。它具有非常低的背景噪聲水平，這應該使其對檢測環境暗物質粒子非常敏感。
在緊隨貝利之後的演講中，哥倫比亞大學的埃琳娜·阿普里爾展示了 4 月份 Xenon100 研究的資料，該資料似乎排除了 DAMA 青睞的那種輕型暗物質粒子。更重要的是，該實驗沒有發現任何型別的季節性變化訊號。在 100 天的採集資料中，Xenon100 儘管具有靈敏度，但未能收集到任何暗物質存在的證據。“我不想用言語表達它，”當被要求解釋她的實驗和 DAMA 之間的差異時，阿普里爾說，“但是……當然，自從一段時間以來，這些資料和其他資料就已經存在衝突。它們是不相容的。”
後來，在小組討論期間，貝利被要求解釋，如果有一天被證明不是暗物質，那麼 DAMA 訊號可能代表什麼，正如大多數觀察者懷疑的那樣。“要證明它不是暗物質是相當困難的，”貝利說，並補充說他和他的同事已經嘗試排除他們能想到的所有其他影響。“我們無法用另一種方式解釋它。”
研討會的最後一位發言人為 DAMA 提供了一線希望。芝加哥大學的胡安·科拉在 5 月 5 日代表 CoGeNT（相干鍺中微子技術）實驗合作組織發表演講時宣佈，他的小組也記錄到了粒子撞擊的微弱季節性調製。由於 3 月份在明尼蘇達州蘇丹礦的火災，CoGeNT 暗物質探測器的實驗執行在 15 個月時被縮短。但在分析有限的資料時，科拉和他的同事發現了一種可能的季節性調製訊號，類似於 DAMA 所見。
就季節性變化的時間、持續時間和幅度而言，CoGeNT 的結果與類似 DAMA 的暗物質消長基本一致。基於一些基本假設，CoGeNT 訊號變成了 2.8 西格瑪的結果——不足以做出強有力的宣告，但足以引起一些人的注意。“我們不會聲稱我們看到了 WIMP，”科拉警告說。
他指責 Xenon100 合作組織越界，利用其自身的未檢測結果來排除 DAMA 的主張。“氙不是輕型 WIMP 的良好介質，”科拉說。“輕型 WIMP 很邪惡……以目前的技術，我們幾乎無法確定地說[關於它們]。”他對一個較小的、較早版本的 Xenon100 探測器（稱為 Xenon10）提出了嚴厲的批評。在與他的演講相關的幻燈片中，科拉將 Xenon10 的一些結果稱為“純粹的武器級巴洛尼”。
CoGeNT 可能成為 DAMA 長期以來缺乏的盟友——貝利在研討會的大部分時間裡靜靜地躲在禮堂的後方，在 CoGeNT 的演講中移動到了第三排。但科拉堅持認為他不偏袒任何一方。“也許 DAMA 是錯的，也許他們是對的，但我們必須保持中立，”科拉說。“我發現自己被夾在信徒和異教徒之間。”