物理学又一次错过了一次与它的未来的长期约定。最新的、最敏感的对构成暗物质的粒子的研究没有发现任何结果。暗物质是一种不可见的物质，可能占宇宙质量的85%。这些难以捉摸的粒子被称为弱相互作用大质量粒子(WIMPs)，可能只是比物理学家想象的更善于隐藏。或者，它们可能不存在，这就意味着，在我们试图理解宇宙的基础上，有些东西不幸出了差错。许多科学家仍然对寻找大质量弱相互作用粒子的实验的升级版能够找到它们抱有希望，但其他人正在重新审视长期以来被认为不太可能的暗物质概念。

 

今年夏天的第一个零结果来自于大型地下氙(LUX)实验，在南达科塔州布莱克山地下1.5公里深的一个巨大的装满水的容器中，三分之一公吨液态氙被保存在零下100摄氏度的低温下。在那里，研究人员花了一年多的时间寻找大质量弱相互作用粒子撞击氙核时所发出的闪光，因为这里没有受到大多数污染辐射源的影响。7月21日，他们宣布他们什么也没看到。

 

第二次令人失望的报告是8月5日来自有史以来最强大的粒子加速器:日内瓦附近的欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)。自2015年春季以来，LHC一直在通过以前所未有的高能量将质子以每秒10亿次的速度碰撞在一起，来追踪弱相互作用大质量粒子，这推动了粒子物理学的新领域。早些时候，两个研究小组在亚原子残骸中发现了一个明显的异常现象:质子碰撞产生的能量过剩，这暗示了可能由弱相互作用大质量粒子产生的新物理现象(或者，公平地说，许多额外的奇异可能性)。相反，当LHC撞击了更多的质子并收集了更多的数据时，这个异常消失了，这表明这只是一个统计上的巧合。

 

综上所述，这两个无效的结果对于暗物质来说是一把双刃剑。一方面，他们对大质量弱作用大质量粒子的合理质量和相互作用的新限制，为下一代探测器的计划提供了更好的成功机会。另一方面，他们已经排除了一些最简单和最珍贵的大质量弱相互作用粒子模型，这引发了新的担忧，杏耀的信誉即大质量弱相互作用粒子可能是寻找暗物质的几十年的弯路。

 

现任职于芝加哥大学的宇宙学家爱德华•“洛奇”•科尔布曾在上世纪70年代帮助奠定了寻找大质量弱相互作用粒子的基础，他宣称2010年代是“大质量弱相互作用粒子的十年”，但现在他承认，搜寻工作并没有按计划进行。“与五年前相比，我们现在对暗物质的了解更多了，”他说。科尔布指出，到目前为止，大多数理论学家的反应是“让成千上万的弱相互作用大质量粒子爆发”，创造出更加奇异和奇异的理论来解释这些理应无处不在的粒子是如何避开我们所有的探测器的。

 

理论家们寻找弱作用大质量粒子有两个相互交织的原因。首先，大质量弱相互作用大质量粒子是粒子物理学标准模型最流行的扩展的自然结果，该模型预测大爆炸后不久粒子的产生。第二，如果这样的原始大质量弱相互作用大质量粒子存在，直接的计算表明，它们现在的丰度和行为应该几乎完全符合从观测中推断出的暗物质的数量和质量。这种所谓的弱相互作用大质量粒子(WIMP)奇迹已经持续了几十年的研究，但现在一些理论家开始质疑它的有效性。

 

例如，2008年加州大学欧文分校的Jonathan Feng和Jason Kumar展示了一种被称为超对称的现象如何产生一种假设的粒子，这种粒子比wimp更轻，相互作用更弱。冯说:“这些粒子产生了和我们今天看到的一样多的暗物质，但它们不是弱相互作用大质量粒子。”“这打乱了苹果公司的计划，因为从理论上讲，它的动机是一样的。我们称之为无痘奇迹。”

 

腐烂的理论基础模型对于简单的混混,配上空手检测工作的越来越多,让冯和许多其他人建议WIMPs是一个更复杂的画面:一个隐藏域的宇宙充满了品种黑粒子相互作用通过一套黑暗力量,也许交换黑暗指控通过黑暗的光明。因为它们为理论学家提供了更多的变量，这样的“暗区”模型可以被调和，以适应新数据对暗物质施加的越来越严格的事实约束——但缺点是，这种不断扩展的灵活性使得它们很难被最终验证。