全球多站點協同搜索暗物質

 一個國際研究團隊首次發布了使用全球光學磁力計網絡（GNOME）搜索暗物質的綜合數據，相關成果日前發表于《自然—物理學》。根據科學家的說法，暗物質場會產生一種獨特的信號模式，這種模式可以被GNOME的多個站點檢測到。

研究人員希望通過GNOME推進對暗物質的研究。GNOME由分布于全球不同地點的14臺磁力計組成，其中9臺為當前分析提供了數據。測量原理基于暗物質與磁力計中原子核自旋的相互作用。原子被特定頻率的激光激發，使核自旋朝向一個方向，而一個潛在的暗物質場可以干擾這個方向。

“打個比方，我們可以想象磁力計中的原子最初在混亂中跳動。”論文作者之一Hector Masia-Roig說，“當它們‘聽到’正確頻率的激光時，會一起旋轉。暗物質粒子會使跳動的原子失去平衡，我們可以非常精確地測量這種擾動。”

在這種測量中，GNOME非常重要。“只有匹配所有監測站的信號，我們才能評估是什么引發了這場擾動。”Masia-Roig說，“換言之，如果比較了所有檢測站的測量結果，就能確定這只是一個‘舞者’在跳還是全球暗物質的擾動。”

目前的研究中，研究小組分析了GNOME連續運行一個月的數據。結果顯示，在1feV到10萬feV的范圍內，沒有出現具有統計學意義的信號。這意味著研究人員可以進一步縮小理論上發現這些信號的范圍。

GNOME未來將集中于改進磁力計和數據分析，特別是連續運行應該更加穩定，這對于可靠地搜索持續時間超過1小時的信號非常重要。此外，磁力計中的堿原子也將被惰性氣體取代。研究人員預計這將大大增加暗物質探測的靈敏度。