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充滿荊棘的旅程:在黑暗中探尋

尋找暗物質是一段充滿荊棘的旅程。

布朗大學的理查德·蓋茨夏爾教授(Richard Gaitshell)是暗物質探測實驗LUX(the Large Underground Xenon Detectro,大型地下氙探測器)項目的理論研究員和聯合發言人。他於2013年12月在哈佛大學做過一次報告,台下眾多全神貫注的聽眾來自哈佛大學物理系。他高興地談及,他及合作者們還沒有發現暗物質。其實驗的成功之處在於,他們已經排除掉很多暗物質候選者,其中包括一大類模型,甚至還得到了一些目前來看不可信的實驗結果。儘管現在讓人有些失望的是,還沒有暗物質被實驗發現的物理學新聞,但蓋茨夏爾教授的高興卻並不是毫無理由的。他們設計並進行了極具挑戰性的實驗,實驗按照他們當初的期望正常運行著。沒有發現暗物質並不是蓋茨夏爾教授和他同事的錯,而是大自然不合作:大自然沒有提供一個粒子質量足夠大並相互作用足夠強的暗物質候選者,以便讓他們的儀器觀測到。

這只不過是LUX實驗公佈的第一組實驗結果。科學家們會繼續通過LUX實驗來收集更多數據,而這些新數據會超過之前結果的涉獵範圍,而且一些設計更加巧妙的新實驗設備也將投入使用。蓋茨夏爾教授和他的合作者們創立了一個非常乾淨的環境,這個環境保證了實驗的最初結果就足夠令人信服,並取代了以前其他儀器的結果。在暗物質探測試驗中,如果一個粗心的實驗物理學家不小心留下了指紋,這個指紋所造成的放射性信號的強度會是暗物質粒子輻射信號的10億倍,而蓋茨夏爾教授的實驗在避免污染方面做得非常出色。這些儀器得到的純淨又可靠的數據,反映了他們所設計出的儀器精確地按照設計初衷工作著,既以極高的敏感度探尋暗物質信號,又能可信地排除任何一種誤導信號。

許多數據都是通過當今最先進的技術收集到的,而這些在當今人們的消費領域中是看不到的。今天數據的積累會給粒子物理學、天體物理學、宇宙學以及其他科學領域帶來長足的進步。儘管目前為止沒有試驗確定地發現了暗物質,但很多實驗都得出了令人興奮的結果。有時候,類似於蓋茨夏爾教授等人的實驗能排除的許多模型的可能性,這是以前的設備所無法做到的。蓋茨夏爾教授的實驗和其他先進的實驗會繼續搜索暗物質,並期望在不久的將來尋找到足夠可信的暗物質信號。

尋找暗物質是一段充滿荊棘的旅程。由於引力是一種非常弱的作用力,尋找組成暗物質的粒子需要準確地發現暗物質固有的相互作用,而對此,我們卻一無所知。

如果暗物質只通過引力相互作用,或者普通物質無法感受到的新相互作用,傳統的暗物質探測方法是永遠也不會找到它的。即使標準模型的力也作用於暗物質粒子,我們依然無法確定這種作用是否強到可以被當今的儀器探測到。

如今的暗物質探測實驗都依賴一個冒險的假設:儘管暗物質幾乎是不可見的,但與其相關的相互作用可以被由普通物質製造的探測器捕捉到。這個假設算是一種一廂情願,這種樂觀也來自我們前文所討論的弱相互作用大質量粒子模型的一些暗示。大部分弱相互作用大質量粒子暗物質候選者應該與標準模型中的粒子存在微小的相互作用,雖然小,至少存在被當今的精確實驗器材觀測到的可能。現在的探測已經到達了一個臨界點,超過這個臨界點,要麼絕大部分弱相互作用大質量粒子模型被排除,要麼這些模型的粒子被觀測到。我們在等待著這些實驗的最終結果。

在第16章中,我們研究不同的暗物質模型,按理說這裡我應該展示這些模型彼此不同的觀測特性。但在本章,我只專注弱相互作用大質量粒子暗物質模型,以及現在比較流行的三種觀測方法(見圖17-1)。暗物質很難被捕獲,但實驗物理學家們利用他們的實驗器材,無所畏懼地尋找著這些微小的可觀測信號。

暗物質的直接探測實驗

第一類搜尋弱相互作用大質量粒子的實驗被歸類到暗物質的直接探測實驗中。直接探測暗物質的實驗主要是應用地球上巨大但極其敏感的人造儀器。之所以要建設巨大的實驗設備,是為了補償暗物質極小的相互作用強度。這類實驗的基本想法是,暗物質在穿過實驗器材時,會與其原子核產生微弱的相互作用。這種相互作用會產生碰撞的熱量或能量,理論上可以被觀測到。當然,觀測儀器的溫度要非常低,或者建設觀測儀器的材料要非常敏感,這樣暗物質與原子核相互作用產生的能量才會被吸收或者記錄下來。如果暗物質粒子穿過直接探測的實驗器材,並被探測器的原子核輕輕彈開,那麼實驗器材就會記錄下這個微小的能量變化。這個微小的能量變化可能是暗物質通過的唯一可觀測證據。儘管這種相互作用發生的概率很低,但加大器材尺度和提高敏感度可以提高這一概率,這也是為什麼這類器材都建得非常巨大的原因。

圖17-1

尋找弱相互作用大質量粒子的三種主要方法。地下探測器主要尋找直接撞擊靶核的暗物質。在大型強子對撞機中進行的實驗主要尋找由大型強子對撞機產生的暗物質。衛星和望遠鏡則通過觀測暗物質湮滅所產生的可見物質,來間接尋找暗物質粒子。

低溫探測器(Cryogenic detectors)是由溫度非常低的結晶吸收體(例如鍺元素)構建而成。它們會通過儀器內部的超導量子干涉儀(superconducting quantum interference devices, SQUIDs)來對極少的熱量作出反應。這種接收器的工作原理是,只要暗物質與原子核碰撞產生的極小熱量接觸到探測器,探測器中的極低溫超導體就會失去超導性,從而把這一可能的信號記錄下來。這類實驗器材包括低溫暗物質搜尋(Cryogenic Dark Matter Search, CDMS)、低溫罕見事件探測器(Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers, CRESST)、地下弱相互作用大質量粒子探測站(法語:Experience pour Detecter Les Wimps en Site Souterrain,即Experiment to Detect WIMPS in an Underground Site, EDELWEISS)。

低溫探測器並不是暗物質直接探測的唯一方式。另一種方式要用到一種非常昂貴的液體,這種方式現在變得越來越重要。儘管暗物質與光不直接作用,但暗物質與氙或者氬相互作用所產生的附加能量,有可能會產生一種特性明顯的閃爍。這類實驗包括氙基暗物質探測實驗XENON100和大型地下氙探測器LUX。這裡所提到的實驗同樣存在氬基版本的探測器,分別被叫作ZEPLIN、DEAP、WARP、DArkSide和ArDM。

XENON和LUX在接下來的幾年裡都會有一個尺度和精度上的升級,它們被稱作XENON1T和LUX-ZEPLIN合作項目。為了表明升級帶來的進步,前面提到的「100」以千克為單位,而升級後的1T則表示1噸。LUX-ZEPLIN的升級會更加明顯,屆時探測器中的液體體積將達到5噸。

低溫探測器和惰性氣體探測器都是為了記錄暗物質與其原子核相互作用而可能產生的微小能量。儘管這種信號的存在令人印象深刻,但是探測到如此小的信號並不足以說明暗物質粒子確實在此通過。實驗物理學家們還需要確定他們所記錄的信號不是來自背景輻射。因為,這些背景輻射同樣可以產生類似於暗物質與試驗物質相互作用而產生的微小能量。而且,背景輻射與實驗物質的作用要比暗物質還要強。

這種情況就比較棘手了。擾亂高靈敏度暗物質探測器的輻射到處都是。宇宙線中的μ子是電子較重的「兄弟」,可以打到岩石上並產生其他粒子,其中包括一些中微子[35]可以產生類似於暗物質的行為。就算對暗物質粒子的質量與相互作用強度作出樂觀假設,背景電磁事件依然主導著信號,並且這一信號的強度是暗物質信號的1 000倍都不止。而且,這一估計還沒算上所有的原始效應,大氣中存在的人造輻射污染,環境以及探測器本身等。

設計這些實驗器材的科學家對這些背景噪音非常瞭解。天體物理學家和暗物質實驗物理學家管這個遊戲叫作「遮擋和鑒別」(shielding and discrimination)。為了防止儀器受到危險輻射的影響並分辨出潛在的暗物質信號,實驗物理學家們把探測器建在很深的礦井中或者大山之下。這樣,宇宙射線就會打到周圍的石頭而不是探測器本身。這樣,大部分背景輻射都會被屏蔽掉,而暗物質與其他物質的極弱相互作用就會無阻擋地作用到探測器上。

幸運的是,大部分為商業目的而建造的礦井和隧道都能夠容納這些實驗設備。礦井存在的部分原因(如前面提到的一樣)是尋找向地心沉積的重元素,但某些重元素偶爾也會上升而儲存到地下的礦石中。DAMA實驗是XENON10的延伸項目,並且比XENON100還要大,甚至達到CRESST的尺度。DAMA實驗主要使用鎢,隸屬於格蘭薩索國家實驗室(Gran Sasso National Laboratory),被建造在意大利1 400米深的地下隧道內。

LUX實驗位於一個1 500米深的洞穴中,位於南達科他州的霍姆斯特克礦井(Homestake),這個礦井最初是為了挖掘黃金而建造的。霍姆斯特克礦井在物理圈非常著名,因為另外一個著名的探測器也建設於此:該探測器是用於探測太陽中微子的,正是這個實驗為人類揭示了中微子的非零質量。低溫暗物質搜尋實驗則建在位於地下750米地下的蘇丹(Soudan)礦井中。還有位於加拿大安大略的薩德伯裡礦井,它最初用於挖掘20億年前撞擊地球的一個小行星中的礦物質,這個礦井裡面也有幾個暗物質直接探測器。

並不是所有礦井和隧道上的石頭都能夠保證對探測器的零輻射影響。實驗物理學家們會嘗試不同的方法來保護探測器不受外界輻射影響。我所知道的最有趣的防護屏障是一種古老的鉛,這些鉛來自一艘已經沉沒於海底的法國大帆船。鉛是一種緻密的吸收性材料,年代久遠的鉛則已經沒有了自身的輻射,所以它能有效吸收外來輻射,而不產生自己的新輻射。

另外,隨著更先進的屏蔽措施不斷出現,例如,聚乙烯會因為有相互作用而發光,這些相互作用因為過強而不可能來自暗物質。在惰性液體探測器中,例如氙基探測器,容器本身就是一個屏障。這些探測器的吸收區域非常之大,以至於實驗物理學家們可以忽略來自探測器外部的信號。其實,這些外部的氙就是用來屏蔽背景輻射的。

鑒別實驗結果也很重要,粒子物理學家稱其為粒子識別碼(particle ID)。與屏蔽過程相反的鑒別過程,主要是區分信號中屬於暗物質事件的部分和背景噪音的部分。通過測量電離和固有閃爍,實驗物理學家們可以確定哪些信號是來自背景的。

閃爍暗物質探測實驗DAMA的負責團組已經聲稱發現了一些暗物質事件的可能信號。但這個實驗缺少背景信號和事件信號的鑒別過程,只有「信號」出現的時間信息,加上其他人的實驗並不能重複DAMA實驗的結果,大部分物理學家對其結果的真實性持懷疑態度。

其他實驗也記錄了一些潛在的信號,但次數極少,並且都是在低能標區域(人們當然也有足夠的理由懷疑這些結果)。這些探測器主要是測量反彈時的能標變化。如果能標過低甚至低於探測設備的敏感度極限,探測器將無法記錄這些事件。這些事件的最低能標已經非常接近低能標探測的極限。所以對低能標信號的懷疑是合理的,只有更多的數據或其他實驗對某一結果作出雙重確認,人們才會相信這些信號來自暗物質。

暗物質的間接探測

直接尋找穿過地球的暗物質實驗可能會成功,並發現暗物質粒子。其他一些可行的暗物質探測方法也開始興起,比如基於暗物質粒子湮滅的間接探測(相同種類的粒子可以發生湮滅)。這些湮滅可以將暗物質粒子的能量轉化成其他形式的能量或物質,我們希望這些能量或物質是可見的。暗物質湮滅也許不會發生得非常頻繁,因為宇宙中暗物質的分佈非常稀薄。這並不意味著暗物質完全不會湮滅,湮滅概率取決於暗物質粒子的自身性質。

當暗物質湮滅發生時,地球上或者太空中的實驗器材也許會發現湮滅過程中所產生的粒子,這一過程被稱作間接探測。這種探測尋找的是暗物質粒子湮滅消失過程中所創造出來的粒子。如果我們足夠幸運的話,這些新創生的粒子中可能包含標準模型框架下的粒子和反粒子,例如電子和它的反粒子,即正電子。或者,湮滅的過程可以產生光子對,而這些光子有可能被地球上或太空中的探測器所捕捉到。反粒子和光子信號是暗物質間接探測中最有希望的搜尋目標,因為反粒子在宇宙中非常稀少,所以暗物質湮滅所創生出的反物質會很容易被觀測到。湮滅過程產生的光子信號也非常有用,因為這些源自暗物質湮滅的光子,會和天體物理學中的其他過程產生的光子具有不同的能量和空間分佈。

大部分用於尋找暗物質湮滅所產生標準模型粒子的探測器,一開始並不是為暗物質探測而專門設計的。地球上或太空中用於暗物質間接探測的望遠鏡和探測器,最早主要用於記錄太空中的天體所發射的光信號或者粒子信號。目標天體都是我們目前比較熟悉的恆星、脈衝星或其他天體,而這些天體所發射出的信號對於搜尋暗物質的實驗物理學家們來說,都是背景或噪音,這些信號甚至還有可能給出假的暗物質間接探測信號。

從另一個角度來說,由於天體物理學的背景源和假定的暗物質湮滅過程,都能發出相似的粒子輻射,所以現有的望遠鏡同樣有可能告訴我們有關暗物質的信息。如果天體物理學家能夠很好地理解傳統源的粒子輻射,他們就可以通過扣除已知輻射,來計算暗物質湮滅所產生的多出來的粒子輻射信號。儘管還有一些模糊不清的解釋,但如果傳統源已經完全搞清楚並能確保它們可以完全被排除出去,那麼暗物質間接探測就算成功了。

有一個暗物質間接探測裝置位於國際空間站上。來自麻省理工學院的諾貝爾獎獲得者丁肇中有一個聰明的點子:人們可以在國際空間站上安裝一個尋找正電子和反質子的探測器。這個被稱作阿爾法磁譜儀(Alpha Magnetic Spectrometer, AMS)的粒子探測器被最終發射到太空中。它的科學目的是繼續一個原來由意大利負責的PAMELA衛星的科學任務。PAMELA衛星於2013年發佈了第一份科學報告,而現在它的使命已經完成了。

儘管一些實驗數據在一開始看起來非常有趣,但源自暗物質的可能似乎不太大,因為PAMELA和AMS的信號要求宇宙極早期有大量的暗物質,而這些暗物質對宇宙微波背景輻射的擾動應該能夠被普朗克衛星探測到。目前來看,一開始令人驚訝的結果應該是由於天體物理學家對類似脈衝星這類天體的理解不透徹。如果傳統天體可以給出這些信號的合理解釋,那麼這些信號是不足以證明暗物質的存在的。

暗物質也有可能湮滅成夸克和反夸克,或者直接變成膠子,而膠子是可以直接參與強相互作用力的。事實上,大部分弱相互作用大質量粒子類的模型預言,這一湮滅過程所釋放出的信號是標準模型框架下最有可能觀測到的信號。天體物理學領域裡最明顯的目標應該是反質子,而那些低能量的反氘原子卻十分稀少。因為,反質子和反中子會非常微弱地束縛在一起。實驗有可能通過暗物質湮滅到這些低能態所放出的能量,尋找暗物質。一個建在氣球上的暗物質探測設備GAPS將於2019年在南極大陸升空,用來尋找此類數據。

不帶電的中微子通過弱相互作用力也可以幫助人們實現暗物質的間接探測。假設暗物質也許會被束縛在太陽或者地球的中心,這些暗物質的密度要比宇宙中暗物質的典型密度高出很多,從而大大提高了湮滅概率。在這一湮滅過程中,唯一可以逃離並可能被探測到的粒子便是中微子,因為中微子和其他粒子最大的不同就是,中微子與其他粒子的極弱相互作用無法阻止其逃逸。一些建設在地下的大型探測器,例如AMANDA、IceCube和ANTARES,就是用來尋找這些高能標中微子的。

還有一些探測器,人們用它們尋找高能光子、電子以及正電子。高能全息系統(the High Energy Stereoscopic System, HESS)位於納米比亞,高能輻射成像望遠鏡陣列系統(the Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System, VERITAS)位於亞利桑那,它們都是建在地球上為尋找星系中心的高能光子而建造的。下一代高能伽馬射線觀測站,契倫科夫望遠鏡陣列(Cherenkov Telescope Array),靈敏度會更高。

在過去幾十年裡,最重要的暗物質間接探測儀器可能要數費米伽馬射線太空望遠鏡,常被簡稱為費米,其命名是為了紀念已故意大利物理學家恩利克·費米,費米子也是以他的名字命名的。費米天文台放置在一個衛星上,它於2008年初發射,軌道高度是550公里,繞地球一周為95分鐘。地球上光子探測器的最大優點是,人們可以把設備做得很大。但是費米衛星上的精確設備具有更好的能量分辨率和定位信息,對低能光子更加敏感,並具有更大的視場。

費米衛星一直被認為是諸多暗物質有趣推斷的源頭。自從費米衛星開始工作以來,有幾次看上去比較真實的暗物質間接探測的信號出現過,但沒有一個是決定性的證據。然而,所有這些數據都可能幫助我們瞭解暗物質到底是什麼。最強的信號報告來自費米國家加速器實驗室(FNAL)的物理學家丹·胡珀(Dan Hooper),這個實驗室位於伊利諾伊州的巴達維亞,離芝加哥很近。丹·胡珀和他的合作者通過仔細的觀測和數據處理發現,銀河系中心的瀰散光子輻射要超出天體物理學家給出的預言。

和先前令人驚訝的正電子結果一樣,觀測數據確實表明與理論預言的不符。問題再次變成:這些未被觀測到的物質到底是一些被忽略的天體物理源,還是真正的暗物質?天文學家們還在為尋找答案而努力著。目前為止,並沒有一種完全直接或令人信服的解釋。

另一個信號是一個幾電子伏的X射線發射線,大約只有電子攜帶能量的1%,然而目前看來,並沒有傳統的天體物理源可以產生這類信號。觀測表明這個X射線信號是一個發射線,也就是說,那些高出理論預言的光子來自一個特定的能量區間,並且區間很窄。另外提醒一下讀者,在原子和分子級別的輻射過程中,不同能級的躍遷輻射可以給出類似的發射線,但信號通常都不會非常強,所以我們還不知道這是不是一個關於暗物質的重大發現。由於可信證據的匱乏,基於軸子或衰變暗物質源的研究也未停止。在進一步的數據和理論研究表明這個信號確實是一個擾動,或是背景,或是真正發現了一些新東西之前,我們什麼也不知道。

我要提的最後一個推測信號是一個具有130Gev能量的光子信號,這是一個費米望遠鏡所能觀測到的信號量級。這個信號著實非常有趣,它和希格斯玻色子的質量相當(希格斯玻色子的質量大約是125GeV)。由於缺少合理的天體物理輻射源的解釋,一些天文學家認為,這個信號可能來自暗物質湮滅。

我過去認為這些先前的證據都經不起時間的考驗(或者說新數據的考驗),現在看來都是錯的。在嘗試解釋這些信號可能來源的過程中,我的同事馬特·裡斯、范吉吉(JiJi Fan)、安德雷·卡茨(Andrey Katz)剛剛完成了一類有趣模型的研究,這類模型為我們展示了以前從未被發現的其他方面。經過很多科學性的發展,這類模型變成了一個超越其初始動機的模型,我會很快對這一模型加以解釋。

大型強子對撞機中的暗物質

儘管目前看來弱相互作用大質量粒子是暗物質的可能性越來越小了,但它們依然有可能出現在大型強子對撞機中。大型強子對撞機是位於法國和瑞士交界處的日內瓦附近的環狀巨型粒子加速器。兩束質子流會以相反方向環繞周長約為27公里的環形粒子加速器,並最終以極高的能量相互碰撞。大型強子對撞機跨越了很大的能量範圍,其中包括希格斯玻色子創生與發現的能量段。也許大型強子對撞機還可以產生其他假設的粒子,例如穩定的弱相互作用大質量粒子。如果這是可能的,那麼弱相互作用大質量粒子和標準模型中粒子的相互作用,也許會在大型強子對撞機中得以發現。

就算大型強子對撞機發現了新的粒子,人們依然需要其他實驗設備的輔助,來確定這些新創造出來的粒子就是暗物質。例如,我們需要其他地下或者太空中的暗物質探測器來對新粒子的性質進行反覆確認。不管怎樣,在大型強子對撞機實驗中發現弱相互作用大質量粒子都將是一項重大發現。我們也許還會發現暗物質粒子的其他性質,而對這些性質的研究,是其他探測方法很難實現的。

暗物質粒子與質子的相互作用就算在大型強子對撞機的高能碰撞條件下,依然很弱,因為其碰撞截面實在是太小了。儘管如此,其他粒子卻可能通過衰變轉化成暗物質粒子。這樣,問題就變成了,如何確定大型強子對撞機已經創造出了暗物質。因為暗物質不會與探測器相互作用,因此也無法產生相應的可觀測證據。

帶電粒子的衰變是一個值得關注的點。帶電粒子在衰變時不會簡單地變成中性的暗物質粒子,因為這樣的衰變過程是電量不守恆的。通過搜尋衰變後的帶電粒子,人們可能發現,最終被發現的粒子所攜帶的能量與開始時的不一樣了。這是由於暗物質可能帶走了一部分能量和動量,一類微弱相互作用粒子可能由此被發現。

暗物質產生的徵兆是,除了和預言的事件發生率以及數據中的信號一致之外,能量無法準確地等同於實驗裝置探測到的能量。除非這一過程中存在的物理定律與已知物理定律有著根本不同,否則丟失的能量以及角動量的唯一解釋是,這一過程創造出了沒有探測到的未知粒子,而這種粒子有可能就是我們說的暗物質。

儘管弱相互作用大質量粒子與普通物質的相互作用極弱,它們還是可以直接被成對地創造出來。兩個碰撞的質子很有可能製造出兩個弱相互作用大質量粒子。這個過程是兩個弱相互作用大質量粒子湮滅產生普通物質的逆過程,而關於弱相互作用大質量粒子湮滅的計算,則能給出宇宙已知殘餘物質丰度的結果。質子碰撞生成弱相互作用大質量粒子的發生概率,在不同模型下會非常不同,畢竟弱相互作用大質量粒子不是必須湮滅成質子,所以這個逆過程也無法保證質子碰撞就產生這類粒子。但對於很多模型來說,這一逆過程是尋找暗物質粒子的一個有效途徑。

重申一遍,實驗物理學家們需要解決的,不是探測暗物質粒子本身,只有在生成暗物質過程中所產生的伴隨粒子可以被觀測到。但實驗物理學家們可以觀察產生暗物質粒子過程中伴隨生成的光子或膠子(一種聯繫夸克間強相互作用力的粒子)的行為。而且,理論物理學家們也指出,這種觀測策略可能得到足夠強的觀測信號。

目前為止,大型強子對撞機的研究結果中並沒有發現有關暗物質產生的信號。物理學家們不確定,是不是因為機器的能標過低,或者因為理論上值得關注的伴隨粒子會在這一能標區間被發現的預言,是一種誤導。但在大型強子對撞機的能標區間內尋找因碰撞而產生的伴隨粒子,是非常可能的。而這些粒子也許有一種正是暗物質。

如何用引力尋找暗物質

與「絕地武士」歐比旺·克諾比(Obi-Wan Kenobi)不同,弱相互作用大質量粒子不是我們唯一的希望,儘管目前所有的探測方法都喜歡尋找這類粒子,它們卻只是我們眾多選擇中最好的一個。暗物質直接探測可行的基礎,是暗物質與標準模型粒子之間存在著相互作用,而弱相互作用大質量粒子模型確保了這種可能。另外,熱產生保證了暗物質粒子與反暗物質粒子(或者說暗物質粒子就是它自己的反粒子)的總量相等,這樣暗物質湮滅理論是完全可能的。但我們如何尋找其他模型預言的暗物質呢?

然而,其他還沒被排除的暗物質候選者好像比弱相互作用大質量粒子更加難以探測。針對不同的模型,人們要選擇特定的探測策略。有些探測策略的可行性甚至超出了人類目前的技術極限。也許我們比較幸運,暗物質不是完全透明的,它只是非常透明,基於目前標準模型相互作用的樂觀假設還無法發現它。但根據既有的不確定性,我的觀點是:是時候更多地關注一下如何用引力尋找暗物質了。暗物質與自身以及其他不可見物質的相互作用也許不會直接呈現在我們面前,但我們可以通過宇宙中物質的分佈來尋找這些物質的相互作用,而這些相互作用會讓暗物質自己呈現在我們的面前。