常进：科学家如何探测暗物质？(5)

这就好比如果你和人群是同方向运动时，你每秒钟碰到的人数基本上不变；如果和人行的方向相反，不停的碰到不同的人。因为你碰到的暗物质粒子一年四季不一样，会看到一个调制现象，春天多，秋天少。根据时间变化，我们可以找到暗物质。根据一年四季碰到的暗物质粒子的数目不一样，探测变化的曲线，这是时间调制法。
我们中国科学院高能物理所和罗马的几个大学合作，在意大利探测到了调制曲线。春天、夏天、冬天温度是变化的，湿度是变化的。由于温度湿度的变化，大气的变化，都会产生这些调制现象。调制究竟来自于暗物质，还是来自于一年四季气侯的变化，现在还没有弄清楚。
现在的实验做调制，是一个放在南半球，一个放在北半球。如果看到的调制是一样的，基本排除了细微的变化。
但是时间调制法需要很长时间，这个实验做了八年，到现在还没有得到认可，也许过一段时间，能得到肯定的结论。
我们刚才讲了，所有的本底来自宇宙射线和材料，通过材料、集团到地底下，把本体降为零，如果来一个信号，肯定来自暗物质粒子。无法区分的本底，通过探测器的技术把它区分开。原子核动一下是一个能量，把能量转变成光信号、电信号、热信号，通过探测光、电、热来探测暗物质粒子。也就是说，把暗物质粒子碰撞的原子核能量转变成光信号、电信号、热信号，通过光的变化、电的变化和温度的变化探测暗物质粒子。这是台湾在使用的技术，不是新的技术。要是把三种技术组合在一起，我们可以把暗物质粒子产生的反射原子核的信号和宇宙线本底区分开来，探测暗物质粒子。
把暗物质粒子碰撞原子核产生的信号转变成光、电和热信号来探测暗物质粒子。这样的我们有两个实验室，一个是清华大学的，把暗物质产生的信号转变成电信号探测暗物质粒子。另一个是上海交大的，是让暗物质粒子和大气里面的惰性气体原子核碰撞，原子核动一下会发光。把探测器加上强电场，通过探测光和电两个信号来探测暗物质粒子。
世界上那么多实验室探测暗物质粒子，目前为止，没看到具体的信号，只给出了一个下限。一般的探测器100公里内探测到，说一下100公里有多少原子，我可以把暗物质碰撞的概率算出来。这是一个截面，碰撞的概率，现在到10的负45次方，还没有找到它。人们认为再过四五年时间，把实验室做得更大一点，或许就能探测到概率更低的信号。
第三种是到空间间接探测。到空间去间接探测暗物质粒子在与暗物质粒子碰撞以后，会产生看得见的粒子，通过探测这些看得见的粒子去探测看不见的暗物质粒子。我国去年发射的暗物质粒子卫星“悟空”就属于这一种，待会儿详细介绍。