如果暗物質(zhì)在古老的巖石內(nèi)部發(fā)生相互作用，它們可能會(huì)在巖石的晶體結(jié)構(gòu)中留下可探測(cè)的痕跡。

我們腳下的巖石可能含有暗物質(zhì)在過(guò)去發(fā)生相互作用的痕跡——以納米寬度的軌跡的形式。以前，對(duì)這些所謂的暗物質(zhì)化石的搜索一無(wú)所獲。但材料分析技術(shù)的最新進(jìn)展，使來(lái)自瑞典和波蘭的一組研究人員認(rèn)為，需要再進(jìn)行一次化石的“挖掘”活動(dòng)。該團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)，暗物質(zhì)的跡象可能會(huì)在深層鉆芯中的某些礦物質(zhì)中顯現(xiàn)出來(lái)，其靈敏度將超過(guò)目前的研究方法。

化石軌道識(shí)別技術(shù)最初是為研究舊巖石中的核裂變而研發(fā)的。當(dāng)高能的裂變產(chǎn)物穿過(guò)晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，它會(huì)留下幾納米寬、幾微米長(zhǎng)的非晶態(tài)軌道。通過(guò)與原子核的碰撞，暗物質(zhì)粒子可以產(chǎn)生相似但較短的軌跡。但于1995年發(fā)表的一項(xiàng)使用原子力顯微鏡的搜索(付費(fèi)期刊)并未發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。

在這項(xiàng)新近的研究中，研究人員提議使用最新的技術(shù)，如氦離子束顯微鏡和小角度X射線散射，以納米分辨率去直接測(cè)繪一克的巖石的全部體積。這種壯舉在以前是做不到的。他們提議，從來(lái)自十千米深處的鉆孔中的低放射性礦物中獲取樣本。在這些礦物中，源自宇宙射線等其他粒子的軌道應(yīng)該要少一些。

該團(tuán)隊(duì)估計(jì)，一立方厘米的古代巖石可以含有數(shù)百到數(shù)千個(gè)由暗物質(zhì)引起的軌道。他們說(shuō)，這些軌道可以通過(guò)它們獨(dú)特的軌道長(zhǎng)度分布來(lái)識(shí)別。他們的計(jì)算還表明，一克重的“古探測(cè)器”的靈敏度可能比現(xiàn)在一些數(shù)噸重的探測(cè)器還高；構(gòu)成前者的巖石材料已經(jīng)“尋找”暗物質(zhì)約十億年，而后者只運(yùn)行了短短數(shù)年。

該研究發(fā)表于付費(fèi)期刊《物理評(píng)論D》。

# cmp0xff：蓋自開(kāi)辟以來(lái)，每受天真地秀，日精月華，感之既久，遂有靈通之意。

# 原文作者為Michael Schirber(《物理》網(wǎng)站在法國(guó)里昂的通訊編輯。)