我們的星球上充滿了古老的晶體結構礦物質，比如鹽和鑽石。在許多這類晶體中，原子核與暗物質之間的碰撞會使原子核移位。我們的計算顯示，當原子核在晶體中穿行時，其留下的損傷痕跡會非常短，一般小於100納米，相當於人類頭髮直徑的千分之一。而在許多材料中，這些痕跡會停留超過10億年。多虧了現代納米技術，現在的工具已經可以揭示這樣微小的化石特征。由於這一系統使用古老的礦物，我們稱之為古探測器。
古探測器在實踐中如何工作呢？與直接探測實驗一樣，假的信號可能使問題複雜化。暗物質並不是唯一能將原子核撞移位的東西，在30年的直接探測實驗中，物理學家一直在竭盡全力避免這個問題。
為了避免這種干擾，必須用盡可能乾淨的物質來進行古探測。地殼中形成的晶體太臟了，但大自然提供了兩種污染程度低得多的來源：地球的海洋以及地幔，即地殼與地核之間的部分。
一旦獲得足夠純淨的古老水晶樣本，剩下的任務就是尋找裡面留下的微小損傷特征。這可以通過近年來開發的一系列尖端技術來衡量，比如X射線和氦－離子束顯微鏡，它們的威力足夠精確到納米級別。
要真正用古探測器來搜尋暗物質還需要一些時間。到目前為止，我們已經奠定了理論基礎，顯示了什麼是可能的。今年晚些時候，我們將開始小規模的試驗性測試。為了確保我們能夠測量弱相互作用大質量粒子造成的任何破壞軌跡，我們將利用中子的爆炸在晶體中創建類似的軌跡。我們還將測量來自不同地方的一系列礦物的放射性污染，看看哪些最有希望用於古探測。
（來源：參考消息網） |
