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巴爾的摩—暗物質瀰漫宇宙，在最宏大的尺度上塑造著宇宙的形狀。因此，物理學家們正在轉向大規模的物理實驗來揭示暗物質是由什麼構成的，這也許是恰如其分的。
暗物質有助於塑造星系形成，其質量是宇宙中所有普通可見物質質量的五倍，但幾十年來，它一直未能被直接探測到。天文學家可以看到它的引力效應——星系和星系團的行為表現得好像它們擁有的質量遠遠超過普通物質所能提供的質量——但這種物質的粒子性質仍然是一個謎。
在太空望遠鏡科學研究所最近於此舉行的暗物質研討會上，透過大型強子對撞機找到解決方案的希望顯得尤為重要。大型強子對撞機本質上是一個 27 公里的粒子跑道，埋在日內瓦附近地下 100 米處，於 2009 年啟動，並迅速成為世界上最強大的粒子對撞機。在一系列受控撞擊點，加速到接近光速的質子正面碰撞，物理學家們篩選飛散的碎片，尋找新物理學的線索。
天文學家和宇宙學家們都滿懷希望，期待著暗物質粒子的積極識別將成為很快從大型強子對撞機中湧現的新現象之一。畢竟，一直在尋找暗物質粒子特徵的天文探測器都空手而歸，地面上的實驗旨在探測這種物質，但也同樣如此。
“我感到有點悲觀，”加州大學聖克魯茲分校的天文學家桑德拉·費伯在研討會的專題討論中說道。“在過去兩天每位演講者發表演講時，我都在想，‘我怎麼才能在這裡證明天文學將回答暗物質的本質？’我認為這很渺茫。我認為我們必須求助於物理學家來實際發現這種粒子——或多種粒子——並告訴我們它是什麼。”
一種持續的可能性是，許多專門的暗物質探測器之一——例如義大利的 Xenon100 或明尼蘇達州的 CoGeNT——可能會在地球穿過周圍的暗物質霧霾時捕捉到一絲這種物質。但許多研究人員對大型強子對撞機抱有更大的希望，它可能會在其粒子碰撞中產生暗物質。
這將為其他互補探測指明方向。例如，許多研究人員使用費米伽馬射線太空望遠鏡尋找暗物質粒子相互碰撞、相互湮滅並釋放伽馬射線的特徵。費米實驗室的丹·胡珀和紐約大學的麗莎·古德諾夫在三月份發表在物理快報 B 上的一項研究表明，費米對銀河系中心的觀測似乎顯示出伽馬射線過量，表明那裡存在暗物質湮滅。
但在暗物質研討會的一次演講中，加州大學聖克魯茲分校的物理學家和費米團隊成員羅伯特·約翰遜表示，這些資料有些模稜兩可。“你在銀河系中心看不到任何殘餘物，表明那裡發生了額外的事情，”他說。“我認為銀河系中心是否存在暗物質源是一個懸而未決的問題。將它與那裡發生的其他事情區分開來非常困難。”
在一次採訪中，約翰遜指出，大型強子對撞機應該能夠大大澄清事情。“我們現在有點盲目地看著資料，”他說。如果大型強子對撞機能夠確定有希望的暗物質粒子的屬性，費米資料將會變得更加清晰。“大型強子對撞機在尋找類似超對稱暗物質的引數空間方面具有更大的範圍，”約翰遜說。超對稱是粒子物理學中一種流行的假設模型，它假定每個基本粒子——夸克、電子等等——都有一個隱藏的對應粒子等待被發現。這樣一個超對稱夥伴可能為暗物質粒子提供一個理想的候選者。
尋找超對稱是大型強子對撞機的主要任務之一，與發現長期以來一直尋求的希格斯玻色子一樣，希格斯玻色子被理論化為賦予其他基本粒子質量。並且根據假定的超對稱粒子的特性，大型強子對撞機可能即將找到它們。“到今年夏天或今年冬天，如果存在超對稱粒子，我們可能會有所發現，”歐洲核子研究中心（CERN）的物理學家阿爾伯特·德·羅克在研討會上說，歐洲核子研究中心運營著大型強子對撞機。
即使需要比這更長的時間——如果超對稱存在於大型強子對撞機探測器不太容易接近的區域——天文學家也願意等待。“給我們大約三年的時間，讓大型強子對撞機達到最大亮度，”牛津大學天體物理學家喬·絲克在專題討論中說。“如果他們發現超對稱的證據，我認為這將為該領域帶來極大的推動。”
天文學家指望大型強子對撞機在暗物質搜尋方面取得新突破，但在一次採訪中，德·羅克表示，他們的期望並沒有給歐洲核子研究中心帶來明顯的額外壓力。“超對稱很好——它將滿足許多客戶，”他說。但與尋找希格斯玻色子的競賽以及在如此雄心勃勃且昂貴的實驗中交付回報的政治壓力相比，尋找暗物質的額外壓力是“小菜一碟”，德·羅克說。