常进：科学家如何探测暗物质？(6)

天上的本底很多，天上的高温粒子太复杂了，什么样的高温低密度的都有，通过探测什么样的粒子能探测暗物质粒子？
首先想到探测反物质粒子，因为反物质粒子来自于原初粒子碰撞产生的次级粒子，也就是原初粒子，与星际界体、与物质作用才会产生反粒子。在天上的质子是最多的高能粒子，但是反质子很少，只有质子的万分之一。
暗物质粒子湮灭时会产生质子和反质子，如果通过产生粒子探测暗物质粒子，本底大概高6万倍，如果反粒子，本底很低，容易探测到。但是怎么探测反粒子？通过磁场。带电粒子在磁场中偏转，根据带电粒子在磁场中偏转的方向，可以定住带电粒子的电的极性。
在天上放一个强大磁场是很难的事，人类花了十几年时间，希望在天上放一个超导体，到现在为止，都没成功。这次上天的并不是一个超导磁铁，而是一个普通的永久磁铁。总的重量是7吨，要把一个7吨重的东西送到天上去是很难的事，耗资也很大，大概耗资20亿美元。
永磁铁磁场强度不够强，由于磁场强度的限制，高能粒子增加的时候，偏转角度越来越小，以至于测不出来，到300个GeV的时候，偏转角就测不出来了，把偏转的方向测反了的大概是10%。10%不是一个很大的数目，但是我刚才讲了质子和反质子相差1万倍，10%也就是让你的本底一下提高了1000倍，显然测量方法会受到能量限制，随着能量的增加，这种方式不现实，不能用磁谱仪，我们必须寻找另外的方法。
另外的方法怎么探测暗物质？
寻找一些特征信号，比如说伽玛射线谱线，如果落在GeV以上，探测到伽玛射线谱线，这就是暗物质粒子最强的证据，因为没有其他的天体物理过程能在GeV以上产生伽玛射线线谱。
第二个是高能带电粒子的电子频段。其实它也是一个谱线。由于高能粒子在银河系里面传播的时候，银河系里面有磁场，在磁场中传播它会转弯，会产生能量。银河系里面有大量的背景光，尤其电子跟背景光发生相互作用。高能电子在银河系传播，你看到的不是一个线谱，而是一个连续谱，它的能谱有一个，这个截断就是暗物质粒子的质量，暗物质湮灭产生的高能电子的能量不能超过这个质量，这是暗物质粒子的特征。
我们知道银河系里面的物质分布是盘状的，如果我探测到伽玛射线谱线，分布是球状的，也可以是云状的，这也是暗物质产生的强烈证据。普通的物质是盘状的，不可能产生云状的伽玛射线分布，只有暗物质和暗物质相互作用的时候才会产生。银河系里面的暗物质分布和普通物质不一样，它是球状分布或者云状分布。