查默斯(Chalmers)和瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院(ETHZürich)的新研究提出了一種有前途的方法，該方法可通過以前在探測器材料中發(fā)生的未經探索的原子響應來探測難以捉摸的暗物質粒子。

新的計算使理論家能夠對暗物質與電子之間的相互作用的性質和強度進行詳細的預測，而這在以前是不可能的。

該系副教授里卡多·卡特納(Riccardo Catena)表示：“我們對這些原子反應的最新研究揭示了迄今為止仍未被發(fā)現(xiàn)的物質特性。目前尚無法使用當今可用的任何粒子來研究它們，只有暗物質才能揭示它們。”在Chalmers的Physics工作。

對于太空中可見的每顆恒星，星系或塵埃云，存在著五倍于看不見的物質-暗物質。因此，發(fā)現(xiàn)方法以檢測構成銀河系重要部分的這些未知粒子是天體粒子物理學的頭等大事。在全球范圍內尋找暗物質時，已經在地下深處建立了大型探測器，以試圖捕捉從原子核反彈的粒子。

到目前為止，這些神秘的粒子沒有被發(fā)現(xiàn)。根據查默斯(Chalmers)研究人員的說法，一個可能的解釋可能是，暗物質粒子比質子輕，因此不會引起原子核后退-想象一下乒乓球撞到了保齡球中。因此，解決該問題的一種有前途的方法可能是將焦點從原子核轉移到更輕的電子。

研究人員在最近的論文中描述了暗物質粒子如何與原子中的電子相互作用。他們認為，暗物質將電子從原子中踢出的速率取決于四個獨立的原子響應，其中三個是以前未知的。他們已經計算出當今最大的探測器中使用的氬氣和氙氣原子中的電子對暗物質的響應方式。

該結果最近發(fā)表在《物理評論研究》(Physical Review Research)雜志上，并與凝聚態(tài)物理學家尼古拉·斯伯丁(Nicola Spaldin)及其在ETH的小組進行了新的合作。他們的預測現(xiàn)在可以在全球暗物質觀測站進行檢驗。

“我們試圖消除盡可能多的訪問障礙。該論文發(fā)表在完全開放的訪問期刊上，用于計算新的原子響應函數的科學代碼是開源的，對于任何想在幕后的人來說論文的一部分，” 查爾默斯大學物理系暗物質小組的博士后研究員Timon Emken說。