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巴尔的摩—暗物质弥漫宇宙，在最宏大的尺度上塑造着宇宙的形状。因此，物理学家们正在转向大规模的物理实验来揭示暗物质是由什么构成的，这也许是恰如其分的。
暗物质有助于塑造星系形成，其质量是宇宙中所有普通可见物质质量的五倍，但几十年来，它一直未能被直接探测到。天文学家可以看到它的引力效应——星系和星系团的行为表现得好像它们拥有的质量远远超过普通物质所能提供的质量——但这种物质的粒子性质仍然是一个谜。
在太空望远镜科学研究所最近于此举行的暗物质研讨会上，通过大型强子对撞机找到解决方案的希望显得尤为重要。大型强子对撞机本质上是一个 27 公里的粒子跑道，埋在日内瓦附近地下 100 米处，于 2009 年启动，并迅速成为世界上最强大的粒子对撞机。在一系列受控撞击点，加速到接近光速的质子正面碰撞，物理学家们筛选飞散的碎片，寻找新物理学的线索。
天文学家和宇宙学家们都满怀希望，期待着暗物质粒子的积极识别将成为很快从大型强子对撞机中涌现的新现象之一。毕竟，一直在寻找暗物质粒子特征的天文探测器都空手而归，地面上的实验旨在探测这种物质，但也同样如此。
“我感到有点悲观，”加州大学圣克鲁兹分校的天文学家桑德拉·费伯在研讨会的专题讨论中说道。“在过去两天每位演讲者发表演讲时，我都在想，‘我怎么才能在这里证明天文学将回答暗物质的本质？’我认为这很渺茫。我认为我们必须求助于物理学家来实际发现这种粒子——或多种粒子——并告诉我们它是什么。”
一种持续的可能性是，许多专门的暗物质探测器之一——例如意大利的 Xenon100 或明尼苏达州的 CoGeNT——可能会在地球穿过周围的暗物质雾霾时捕捉到一丝这种物质。但许多研究人员对大型强子对撞机抱有更大的希望，它可能会在其粒子碰撞中产生暗物质。
这将为其他互补探测指明方向。例如，许多研究人员使用费米伽马射线太空望远镜寻找暗物质粒子相互碰撞、相互湮灭并释放伽马射线的特征。费米实验室的丹·胡珀和纽约大学的丽莎·古德诺夫在三月份发表在物理快报 B 上的一项研究表明，费米对银河系中心的观测似乎显示出伽马射线过量，表明那里存在暗物质湮灭。
但在暗物质研讨会的一次演讲中，加州大学圣克鲁兹分校的物理学家和费米团队成员罗伯特·约翰逊表示，这些数据有些模棱两可。“你在银河系中心看不到任何残余物，表明那里发生了额外的事情，”他说。“我认为银河系中心是否存在暗物质源是一个悬而未决的问题。将它与那里发生的其他事情区分开来非常困难。”
在一次采访中，约翰逊指出，大型强子对撞机应该能够大大澄清事情。“我们现在有点盲目地看着数据，”他说。如果大型强子对撞机能够确定有希望的暗物质粒子的属性，费米数据将会变得更加清晰。“大型强子对撞机在寻找类似超对称暗物质的参数空间方面具有更大的范围，”约翰逊说。超对称是粒子物理学中一种流行的假设模型，它假定每个基本粒子——夸克、电子等等——都有一个隐藏的对应粒子等待被发现。这样一个超对称伙伴可能为暗物质粒子提供一个理想的候选者。
寻找超对称是大型强子对撞机的主要任务之一，与发现长期以来一直寻求的希格斯玻色子一样，希格斯玻色子被理论化为赋予其他基本粒子质量。并且根据假定的超对称粒子的特性，大型强子对撞机可能即将找到它们。“到今年夏天或今年冬天，如果存在超对称粒子，我们可能会有所发现，”欧洲核子研究中心（CERN）的物理学家阿尔伯特·德·罗克在研讨会上说，欧洲核子研究中心运营着大型强子对撞机。
即使需要比这更长的时间——如果超对称存在于大型强子对撞机探测器不太容易接近的区域——天文学家也愿意等待。“给我们大约三年的时间，让大型强子对撞机达到最大亮度，”牛津大学天体物理学家乔·丝克在专题讨论中说。“如果他们发现超对称的证据，我认为这将为该领域带来极大的推动。”
天文学家指望大型强子对撞机在暗物质搜寻方面取得新突破，但在一次采访中，德·罗克表示，他们的期望并没有给欧洲核子研究中心带来明显的额外压力。“超对称很好——它将满足许多客户，”他说。但与寻找希格斯玻色子的竞赛以及在如此雄心勃勃且昂贵的实验中交付回报的政治压力相比，寻找暗物质的额外压力是“小菜一碟”，德·罗克说。