數十億個看不見的“暗物質”粒子可能正在穿過你的身體，無痕地穿過原子之間的空間。根據傳統觀點，這些粒子在冬季應該稍微少一些，並在6月1日左右達到峰值。但一項新的研究表明，這種計算是完全錯誤的；真正的峰值是在三月初。
暗物質被認為構成了宇宙總質量和能量的近27%，但其本質仍然是一個謎。物理學家最好的猜測之一是，被稱為WIMP（弱相互作用大質量粒子）的理論粒子構成了這種物質，但WIMP至今仍未被探測到。無論暗物質是什麼，它似乎都會聚整合稱為暈的大型雲團，吞噬星系，包括我們自己的銀河系。當太陽系在星系周圍進行有規律的運動時，它會穿過這個暈，導致暗物質像穩定的“風”一樣轟擊太陽和行星，就像蒼蠅撞擊快速行駛的汽車的擋風玻璃一樣。然而，地球也在圍繞太陽旋轉。天體物理學家假設，當地球逆著暗物質風的方向移動時（這恰好發生在夏季），我們應該看到暗物質粒子增加幾個百分點，而當地球在冬季順潮汐移動時，則會相應減少。
但這種普遍接受的觀點可能是錯誤的。新的研究表明，這種模式將受到太陽引力效應的強烈影響，而太陽引力效應迄今為止一直被認為微不足道。“當WIMP流過太陽系時，太陽的引力會改變它們的個體軌跡，改變它們的方向和速度，”普林斯頓大學的塞繆爾·李說，他是新論文的合著者，該論文於1月3日發表在《物理評論快報》上。“令我們驚訝的是，我們發現這種影響可能非常劇烈。” 這種引力還可能導致暗物質粒子的密度變化幾個百分點，並應將季節性峰值提前三個月左右。“考慮這兩種影響都很重要，”李說。
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太陽對暗物質的引力被稱為引力聚焦，因為太陽就像一個透鏡，將WIMP的路徑聚焦到它那裡。這種現象取決於WIMP粒子的能量和速度：快速移動的WIMP受到的影響較小，因為它們穿過太陽系的速度太快，太陽的拉力不會產生太大影響。然而，太陽可能會更大程度地轉移能量較低、移動較慢的WIMP的路徑。“總的結果是，訊號速率最大值的日期從典型的6月1日移開，並向3月1日移動，”李說。
暗物質的季節性影響可能會影響旨在直接探測暗物質粒子的實驗。這些實驗旨在捕捉到難以捉摸的WIMP與正常物質粒子發生罕見碰撞的行為。區分真WIMP和模仿它們的普通粒子的一種明顯方法是在一年中的某個時間比另一個時間找到更多的WIMP。考慮到引力聚焦可能對於識別真正的暗物質訊號至關重要——只有真正的WIMP才會在每年三月左右達到峰值。“有很多實驗和許多相關情況，在這種情況下，這種效應可能非常重要，”斯坦福大學的理論物理學家彼得·格雷厄姆說，他沒有參與這項研究。“我認為這是一項偉大的工作，它顯著增強了我們對直接探測實驗中暗物質訊號的理解。”
許多專案正在逼近WIMP和其他暗物質候選粒子，應該能夠在十年或更短的時間內找到它們——或有效地排除它們。一項有爭議的實驗，DAMA/LIBRA（用於稀有過程的DArk MAtter/大型碘化鈉體），在義大利國家核物理研究所（INFN）的格蘭薩索國家實驗室進行，於2008年聲稱它探測到了WIMP，並且在5月份看到的WIMP比一年中的其他時間都多。許多物理學家懷疑這一發現，尤其因為其結果與其他探測器的零結果相沖突。李和他的合作者指出，DAMA/LIBRA的結果確實與他們關於暗物質峰值應該從6月偏移到3月的預測相符。“情況有點不明朗，”李說。“使用引力聚焦這個角度作為第二次檢查將有助於我們知道這些事件是否來自暗物質。未來的實驗肯定應該能夠利用這種效應作為第二次檢查。”