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巴尔的摩——关于暗物质的普遍观点是，没有人真正知道它是什么，因为没有人见过它。前一个论断基本上是不可辩驳的——暗物质可以采取多种形式。但一个研究小组会反驳后一种说法。过去几年中，意大利的 DAMA (暗物质) 合作组织一直在声称，他们位于地下的探测器已经记录到了地球穿过暗物质海洋时产生的暗物质信号。但尽管支持他们论断的观测证据日益增强，DAMA合作组织的发现仍然是科学界广泛怀疑的来源。
本周在太空望远镜科学研究所 (STScI) 举行的关于暗物质的研讨会上，这种情况得到了突出。DAMA 科学家 5 月 2 日的演讲之后，紧接着是关于一种竞争性暗物质探测器的介绍——其结果更被广泛接受 并且其数据与 DAMA 的发现相矛盾。几天后，代表第三个探测器的第三位科学家也发表了看法，使情况更加混乱。
暗物质为宇宙提供了大量的总质量，因此对于宇宙的演化至关重要，但它既是不可见的，又几乎不与正常物质相互作用，这使得 直接探测它成为一项难以置信的挑战。到目前为止，它的存在是通过它在塑造星系和其他大规模结构中的引力效应推断出来的。
罗马托尔维加塔大学的皮尔路易吉·贝利和 DAMA 合作组织解释说，他的团队的探测器测量到了粒子撞击的年度波动，这似乎符合暗物质的要求。DAMA 是一种旨在测量环境粒子环境变化的探测器——包括推测的暗物质——当地球穿过其轨道时。“地球在银河系框架中的速度在一年中的不同时间是不同的，”贝利解释说。随着太阳在围绕银河系的轨道上稳定移动，地球又绕太阳运行，地球的速度要么加上太阳的速度，要么减去太阳的速度。如果暗物质像理论预测的那样环绕着银河系，地球应该在粒子海洋中来回振荡。DAMA 应该能够记录到一年中通过探测器的暗物质粒子数量的消长周期。
DAMA 实验由 250 公斤的晶体碘化钠组成，这些碘化钠被隐藏在意大利格兰萨索国家实验室的地下深处。将探测器埋在地下可以屏蔽仪器免受更普通的粒子的影响，而暗物质应该相对容易地穿过岩石并进入实验室。希望是，其中一些粒子，在干净地穿过地球后，会撞击 DAMA 探测器中的一个原子，通过在晶体中沉积微小的能量来宣布它的存在。
在十多年的运行中，DAMA 记录到了粒子撞击的季节性波动，这与暗物质海洋应该呈现的样子一致。正如预测的那样，波动周期在 6 月初左右达到峰值，并持续将近整整一年。“结果与许多暗物质情景非常吻合，”贝利说。具体来说，DAMA 可能正在看到一种非常轻的暗物质首选候选形式，即弱相互作用大质量粒子，或 WIMP。“我们有非常高的置信度证明存在暗物质粒子，”贝利说。
宣布暗示新粒子或物理效应的证据的一般标准是三个标准差，或 3 西格玛；声称新发现的基准是 5 西格玛。DAMA 的季节性通量现在大约是 9 西格玛效应。但对暗物质解释的怀疑仍然很大。
“我认为现在每个人都会同意他们看到了一个信号，”STScI 天文学家马里奥·利维奥说。“问题是：它是什么？”会议上的其他研究人员也表达了同样的观点——毕竟，9 西格玛的结果需要一些解释，即使它不是实验者提供的暗物质解释。“这是一个有趣的暗示，”斯坦福大学物理学家彼得·格雷厄姆在 4 月 4 日的研讨会上的小组讨论中说。“他们显然有一个信号，而且他们已经看到它很长时间了。”
在瑞士日内瓦郊外的大型强子对撞机工作的物理学家阿尔伯特·德·罗克怀疑 DAMA 科学家可能在一开始就和他们的同行关系不好。DAMA 在 10 多年前首次宣布了表明存在暗物质的季节性调制的证据，当时信号比现在弱得多。并非所有人都信服。“这似乎好像他们希望它在那里，”德·罗克说。现在，即使证据更加有力，该领域仍然持怀疑态度。
物理学家抱怨说，DAMA 小组没有足够公开其数据。在贝利的演讲中，加州大学洛杉矶分校的物理学家戴维·克莱恩指出，其他研究人员没有被允许访问 DAMA 的原始、未处理的数据，以了解该合作组织如何得出 9 西格玛的结果。“如果能看一看就好了，”克莱恩说。“通常在科学领域，人们会打开大门让其他人查看他们的数据。”
贝利说，那根本不是程序。“这些数据是按照简单的标准方法分析的，”他说。“所以我们认为没有必要给出特定数据。”
邻近的 Xenon100 实验并没有帮助 DAMA 的情况。Xenon100 与 DAMA 在同一个地下实验室中，其工作原理与 DAMA 类似。其探测器以 62 公斤的液氙为目标，自 2009 年以来一直在等待暗物质的碰撞。它具有非常低的背景噪声水平，这应该使其对检测环境暗物质粒子非常敏感。
在紧随贝利之后的演讲中，哥伦比亚大学的埃琳娜·阿普里尔展示了 4 月份 Xenon100 研究的数据，该数据似乎排除了 DAMA 青睐的那种轻型暗物质粒子。更重要的是，该实验没有发现任何类型的季节性变化信号。在 100 天的采集数据中，Xenon100 尽管具有灵敏度，但未能收集到任何暗物质存在的证据。“我不想用言语表达它，”当被要求解释她的实验和 DAMA 之间的差异时，阿普里尔说，“但是……当然，自从一段时间以来，这些数据和其他数据就已经存在冲突。它们是不相容的。”
后来，在小组讨论期间，贝利被要求解释，如果有一天被证明不是暗物质，那么 DAMA 信号可能代表什么，正如大多数观察者怀疑的那样。“要证明它不是暗物质是相当困难的，”贝利说，并补充说他和他的同事已经尝试排除他们能想到的所有其他影响。“我们无法用另一种方式解释它。”
研讨会的最后一位发言人为 DAMA 提供了一线希望。芝加哥大学的胡安·科拉在 5 月 5 日代表 CoGeNT（相干锗中微子技术）实验合作组织发表演讲时宣布，他的小组也记录到了粒子撞击的微弱季节性调制。由于 3 月份在明尼苏达州苏丹矿的火灾，CoGeNT 暗物质探测器的实验运行在 15 个月时被缩短。但在分析有限的数据时，科拉和他的同事发现了一种可能的季节性调制信号，类似于 DAMA 所见。
就季节性变化的时间、持续时间和幅度而言，CoGeNT 的结果与类似 DAMA 的暗物质消长基本一致。基于一些基本假设，CoGeNT 信号变成了 2.8 西格玛的结果——不足以做出强有力的声明，但足以引起一些人的注意。“我们不会声称我们看到了 WIMP，”科拉警告说。
他指责 Xenon100 合作组织越界，利用其自身的未检测结果来排除 DAMA 的主张。“氙不是轻型 WIMP 的良好介质，”科拉说。“轻型 WIMP 很邪恶……以目前的技术，我们几乎无法确定地说[关于它们]。”他对一个较小的、较早版本的 Xenon100 探测器（称为 Xenon10）提出了严厉的批评。在与他的演讲相关的幻灯片中，科拉将 Xenon10 的一些结果称为“纯粹的武器级巴洛尼”。
CoGeNT 可能成为 DAMA 长期以来缺乏的盟友——贝利在研讨会的大部分时间里静静地躲在礼堂的后方，在 CoGeNT 的演讲中移动到了第三排。但科拉坚持认为他不偏袒任何一方。“也许 DAMA 是错的，也许他们是对的，但我们必须保持中立，”科拉说。“我发现自己被夹在信徒和异教徒之间。”