绕太阳运行的原子钟可以探测暗物质

虽然已经进行了许多基于地球的实验来检测暗物质，但这种神秘物质仍然难以捉摸。现在，物理学家提出了一项新实验，试图通过将原子钟发送到暗物质密度最大的地方——就在太阳附近——来寻找信号。

我们每天在周围看到的物质只占宇宙质量的15%左右。其他85%归因于一种不反射或发光的奇怪、不可见的物质，因此暗物质这个名字听起来很吓人。然而，它确实通过与光和物质的引力相互作用让人们知道它的存在，而且它存在的证据还在不断增加。

令人沮丧的是，尽管科学家们进行了数十年的探索，但最好的证据——直接检测——仍然在困扰着科学家。根据不同模型的预测，已经进行了实验，根据暗物质可能具有或不具有的特性来检测暗物质。最常见的主题是在地下深处放置一个巨大的探测器材料罐，远离干扰，并等待暗物质粒子与罐中的原子核碰撞的罕见情况。其他实验观察一些假设的暗物质粒子预计会产生的电磁效应。

到目前为止，这些实验都没有发现任何迹象。但也许那是因为我们找错了地方——地球。模型表明，太阳系中暗物质密度最高的地方就在太阳附近，因此一项新研究建议我们从那里开始寻找。

来自KavliIPMU、加州大学欧文分校和特拉华大学的研究人员概述了一种探测太阳附近暗物质的潜在新方法。在那里，物质的密度应该足够高，其预测信号应该比地球上的信号更清晰。

在暗物质粒子质量极小的模型中，预计它们会引起某些自然常数的振荡，例如电子质量或电磁强度。这些变化反过来会影响原子在状态之间转换时的能量。由于原子钟通过测量原子在状态之间转换时发射的光子频率来工作，因此它们应该能够检测暗物质何时引起这些振荡。

“实验周围的暗物质越多，这些振荡就越大，因此在分析信号时，暗物质的局部密度非常重要，”该研究的作者约书亚·埃比(JoshuaEby)说。

重要的是，该团队表示进行实验所需的技术已经存在。原子钟被广泛用于保持航天器同步，帕克太阳探测器的特殊屏蔽已经证明可以做到近太阳轨道。

“长距离太空任务，包括未来可能的火星任务，将需要太空原子钟提供的特殊计时，”Eby说。“未来一项可能的任务，其屏蔽和轨迹与帕克太阳探测器非常相似，但携带原子钟设备，可能足以进行搜索。”

虽然目前还没有关于何时或是否会根据这个概念采取行动的消息，但这是一个有趣的想法。

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