愛華網(wǎng)暗物質(zhì)（dark matter），在宇宙學(xué)中又稱為暗質(zhì)，是指無法通過電磁波的觀測(cè)進(jìn)行研究，也就是不與電磁力產(chǎn)生作用的物質(zhì)。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)宇宙中有大量暗物質(zhì)的存在。暗物質(zhì)的存在可以解決大爆炸理論中的不自洽性，對(duì)結(jié)構(gòu)形成也非常地關(guān)鍵。暗物質(zhì)很有可能是一種（或幾種）粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型以外的新粒子所構(gòu)成。對(duì)暗物質(zhì)和暗能量的研究是現(xiàn)代宇宙學(xué)和粒子物理的重要課題。宇宙中最重要的成分是暗物質(zhì)和暗能量，暗物質(zhì)占宇宙25%，暗能量占70%，通常所觀測(cè)到的普通物質(zhì)只占宇宙質(zhì)量的5%。
暗物質(zhì)_暗物質(zhì)[宇宙學(xué)術(shù)語(yǔ)] -簡(jiǎn)介
大質(zhì)量的星系團(tuán)阿貝爾2218為科學(xué)家提供了暗物質(zhì)存在的證據(jù)。通過星系團(tuán)周圍的弧線――背景星系扭曲的像，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)其中必定還含有更多看不見的物質(zhì)。在宇宙學(xué)中，暗物質(zhì)是指那些不發(fā)射任何光及電磁輻射的物質(zhì)。暗物質(zhì)存在的最早證據(jù)來源于對(duì)球狀星系旋轉(zhuǎn)速度的觀測(cè)。
暗物質(zhì)在宇宙中所占的份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類可以看到的物質(zhì)。宇宙中最重要的成分是暗物質(zhì)和暗能量，暗物質(zhì)占宇宙25%，暗能量占70%，我們通常所觀測(cè)到的普通物質(zhì)只占宇宙質(zhì)量的5%。
暗物質(zhì)的存在可以解決大爆炸理論中的不自洽性，對(duì)結(jié)構(gòu)形成也非常關(guān)鍵。暗物質(zhì)很有可能是一種（或幾種）粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型以外的新粒子。對(duì)暗物質(zhì)和暗能量的研究是現(xiàn)代宇宙學(xué)和粒子物理的重要課題。
暗物質(zhì)_暗物質(zhì)[宇宙學(xué)術(shù)語(yǔ)] -發(fā)現(xiàn)歷史
星系自轉(zhuǎn)曲線
最早提出證據(jù)并推斷暗物質(zhì)存在的是20世紀(jì)30年代荷蘭科學(xué)家JanOort與美國(guó)加州理工學(xué)院的瑞士天文學(xué)家弗里茨?茲威基等人。
弗里茨?茲威基觀測(cè)螺旋星系旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，發(fā)現(xiàn)星系外側(cè)的旋轉(zhuǎn)速度較牛頓重力預(yù)期的快，故推測(cè)必有數(shù)量龐大的質(zhì)能拉住星系外側(cè)組成，以使其不致因過大的離心力而脫離星系。
星系與星系團(tuán)觀測(cè)
子彈星系團(tuán)是兩個(gè)星系團(tuán)碰撞的產(chǎn)物。其中普通物質(zhì)――高溫氣體（粉色，X射線波段）――會(huì)碰撞、損失能量、運(yùn)動(dòng)速度變慢。星系團(tuán)中的暗物質(zhì)（藍(lán)色，引力透鏡觀測(cè)）間相互作用很弱，可以彼此穿過。
2006年，美國(guó)天文學(xué)家利用錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡對(duì)星系團(tuán)1E0657-558進(jìn)行觀測(cè)，無意間觀測(cè)到星系碰撞的過程，星系團(tuán)碰撞威力之猛，使得暗物質(zhì)與正常物質(zhì)分開，因此發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)存在的直接證據(jù)。
雖然暗物質(zhì)在宇宙中大量存在是一個(gè)普遍的看法，但是科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)螺旋星系NGC4736的旋轉(zhuǎn)能完全依靠可見物質(zhì)的引力來解釋，也就是說這個(gè)星系沒有暗物質(zhì)或者暗物質(zhì)很少。
宇宙微波背景輻射
宇宙微波背景輻射（cosmicmicrowavebackgroundradiation，簡(jiǎn)稱CMB）最初發(fā)現(xiàn)于1964年。對(duì)于背景輻射的進(jìn)一步觀測(cè)也支持這個(gè)理論，并給予了更多架構(gòu)理論模型的條件。這些觀測(cè)中最著名的當(dāng)屬宇宙背景探測(cè)者（COBE）。COBE觀測(cè)到2.726K的輻射溫度，以及在1992年第一次觀測(cè)到約十萬分之一的溫度起伏（各向異性）。
在20世紀(jì)90年代，第一峰值的量測(cè)上不斷提高敏感度。毫米波段氣球觀天計(jì)劃提出的報(bào)告指出，最大的譜密度波動(dòng)發(fā)生在尺度約為一度角時(shí)，這些觀測(cè)足以排除宇宙弦作為宇宙結(jié)構(gòu)形成的主因，而趨向于接受暴漲理論。
暗物質(zhì)_暗物質(zhì)[宇宙學(xué)術(shù)語(yǔ)] -組成及分類
組成
暗物質(zhì)雖然人們已經(jīng)對(duì)暗物質(zhì)作了許多天文觀測(cè)，其組成成份至21世紀(jì)初仍未能全然了解。早期暗物質(zhì)的理論著重在一些隱藏起來的一般物質(zhì)星體，例如：黑洞、中子星、衰老的白矮星、褐矮星等。這些星體一般歸類為暈族大質(zhì)量致密天體（MAssiveCompactHaloObjects，縮寫為：MACHOs）然而多年來的天文觀測(cè)無法找到足夠量的MACHOs。
一般認(rèn)為，難以探測(cè)的重子物質(zhì)（如MACHOs以及一些氣體）確實(shí)貢獻(xiàn)了部分的暗物質(zhì)，但證據(jù)指出這類的物質(zhì)只占了其中一小部分。而其余的部分稱作“非重子暗物質(zhì)”。此外，星系轉(zhuǎn)速曲線、引力透鏡、宇宙結(jié)構(gòu)形成、重子在星系團(tuán)中的比例以及星系團(tuán)豐度（結(jié)合獨(dú)立得到的重子密度證據(jù)）等觀測(cè)數(shù)據(jù)也指出宇宙中85-90%的質(zhì)量不參與電磁作用。這類“非重子暗物質(zhì)”一般猜測(cè)是由一種或多種不同于一般物質(zhì)（電子、質(zhì)子、中子、中微子等）的基本粒子所構(gòu)成。
在眾多可能是組成暗物質(zhì)的成分中，最熱門的要屬一種被稱為大質(zhì)量弱相互作用粒子（英文叫做WeaklyInteractingMassiveParticle，簡(jiǎn)稱WIMP）的新粒子了。這種粒子與普通物質(zhì)的作用非常微弱，以致于他們雖然存在于我們周圍，卻從來沒有被探測(cè)到過。還有一種被理論物理學(xué)家提出來解決強(qiáng)相互作用中CP問題，被稱為軸子的新粒子，也很有可能是暗物質(zhì)的成分之一。惰性中微子（sterileneutrino）也有可能是組成暗物質(zhì)的一種成分。2014年6月22日，臺(tái)大天文物理所闕志鴻研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文主張，暗物質(zhì)也可能是一種稱為Ψ暗物質(zhì)的極輕型粒子，其質(zhì)量為電子的10-28倍，波長(zhǎng)約為一千光年，而密度則為液態(tài)水的一百萬倍。
分類
歷史上，人們將可能的暗物質(zhì)分為三個(gè)大類：冷暗物質(zhì)、溫暗物質(zhì)、熱暗物質(zhì)。這個(gè)分類并非依照粒子的真實(shí)溫度，而是依照其運(yùn)動(dòng)的速率。
1、冷暗物質(zhì)：在經(jīng)典速度下運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)。
2、溫暗物質(zhì)：粒子運(yùn)動(dòng)速度足以產(chǎn)生相對(duì)論效應(yīng)。
3、熱暗物質(zhì)：粒子速度接近光速。
雖然可以有第四個(gè)稱為復(fù)合暗物質(zhì)（mixeddarkmatter）的分類，但是這個(gè)理論在1990年代由于暗能量的發(fā)現(xiàn)而被舍棄。
暗物質(zhì)_暗物質(zhì)[宇宙學(xué)術(shù)語(yǔ)] -探測(cè)實(shí)驗(yàn)
暗物質(zhì)的探測(cè)在當(dāng)代粒子物理及天體物理領(lǐng)域是一個(gè)很熱門的研究領(lǐng)域。對(duì)于大質(zhì)量弱相互作用粒子來說，物理學(xué)家可能通過放置在地下實(shí)驗(yàn)室，背景噪聲減少到極低的探測(cè)器直接探測(cè)WIMP，也可以通過地面或太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)這種粒子在星系中心，太陽(yáng)中心或者地球中心湮滅產(chǎn)生的其他粒子來間接探測(cè)。人們也希望歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）或者未來的國(guó)際直線加速器中人工創(chuàng)造出這些新粒子來。
直接探測(cè)實(shí)驗(yàn)
對(duì)于暗物質(zhì)的直接探測(cè)實(shí)驗(yàn)一般都這設(shè)置于地底深處，以排除宇宙射線的背景噪聲。這類的實(shí)驗(yàn)室包括美國(guó)的Soudanmine和DUSE、加拿大的SNOLAB地下實(shí)驗(yàn)室、意大利的大薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（GranSassoNationalLaboratory）、英國(guó)的Boulbymine以及中國(guó)四川省錦屏山地下2500米世界最深暗物質(zhì)試驗(yàn)Pandax。
目前（21世紀(jì)初）大部分的實(shí)驗(yàn)使用低溫探測(cè)器或惰性液體探測(cè)器。低溫探測(cè)器是在低于100mK的環(huán)境下探射粒子撞擊鍺這類的晶體接收器所產(chǎn)生的熱。惰性液體探測(cè)器則是探測(cè)液態(tài)氙或液態(tài)氬中粒子碰撞產(chǎn)生的閃爍。低溫探測(cè)實(shí)驗(yàn)包括了CDMS、CRESST、EDEDWEISS及EURECA。惰性液體探測(cè)實(shí)驗(yàn)包含了ZEPLIN、XENON、DEAP、ArDM、WARP、LUX和最深的Pandax。這兩種探測(cè)技術(shù)都能夠從其他粒子與電子對(duì)撞的噪聲中辨識(shí)出暗物質(zhì)與核子的碰撞。其他種類的探測(cè)器實(shí)驗(yàn)有SIMPLE和PICASSO。
間接探測(cè)WIMP。WIMP偶爾會(huì)撞上一個(gè)原子核。這一碰撞會(huì)散射原子核，進(jìn)而使之和周圍的原子核發(fā)生碰撞。由此科學(xué)家可以探測(cè)到這些相互作用所釋放出的熱量和閃光。DAMA/NaI、DAMA/LIBRA實(shí)驗(yàn)探測(cè)到一年性的事件數(shù)變化，并宣稱此現(xiàn)象是源自于暗物質(zhì)。（隨著地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，探測(cè)器與暗物質(zhì)的相對(duì)速度會(huì)做小幅度的變化。）目前（21世紀(jì)初）這個(gè)說法并未受到證實(shí)，同時(shí)也很難與其他實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不相沖突。
方向性的暗物質(zhì)探測(cè)方式是運(yùn)用太陽(yáng)系繞行銀河系的運(yùn)動(dòng)。利用低壓TPC，我們可以得知反彈路徑的資訊，并借此去了解WIMP與原子核的作用。從太陽(yáng)行進(jìn)方向入射的WIMP訊號(hào)可以從各向同性的背景噪聲中分離出來。這類的探測(cè)實(shí)驗(yàn)包括有DMTPC、DRIFT、Newage和MIMAC。
2009年12月17日，CDMS的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了兩個(gè)可能的WIMP事件。他們估計(jì)這兩起事件來自已知背景訊號(hào)（中子、錯(cuò)認(rèn)的β射線或是伽馬射線）的可能性是23%，并作出了這樣的結(jié)論：“這個(gè)分析結(jié)果無法被視作WIMP的有力證據(jù)，但我們不能排除這兩起事件來自WIMP的可能性?！?/p>
CoGeNT實(shí)驗(yàn)于2011年5月公布先前15個(gè)月的探測(cè)結(jié)果，顯示粒子的碰撞率呈現(xiàn)周期性變化，夏天較高而冬天比較低，這可以看作是暗物質(zhì)存在的證據(jù)之一。這個(gè)結(jié)果支持已經(jīng)進(jìn)行了13年的意大利的DAMA/LIBRA暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)。CoGeNT的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示探測(cè)到的WIMP的質(zhì)量是中子質(zhì)量的5到10倍,這與其他的某些實(shí)驗(yàn)不符,但是其他實(shí)驗(yàn)對(duì)低能暗物質(zhì)的探測(cè)精度沒有CoGeNT高。
間接探測(cè)實(shí)驗(yàn)
暗物質(zhì)的間接探測(cè)主要是觀測(cè)其兩兩湮滅時(shí)所產(chǎn)生的訊號(hào)。由于其湮滅所產(chǎn)生的粒子與其暗物質(zhì)的模型有關(guān)，有許多種類的實(shí)驗(yàn)被提出。假使暗物質(zhì)是馬約拉那粒子，則兩個(gè)暗物質(zhì)對(duì)撞會(huì)湮滅產(chǎn)生伽馬射線或正負(fù)粒子對(duì)。如此可能會(huì)在星系暈生成大量伽馬射線、反質(zhì)子和正電子。實(shí)驗(yàn)計(jì)劃PAMELA便是探測(cè)這類的訊號(hào)。然而在完全了解其他來源的背景噪聲以前，這類的探測(cè)不足以當(dāng)作暗物質(zhì)的決定性證據(jù)。
EGRET伽馬射線望遠(yuǎn)鏡過去觀測(cè)到了超出預(yù)期量的伽馬射線，但科學(xué)家認(rèn)為這多半是來自系統(tǒng)中的效應(yīng)。自2008年6月11日開始啟動(dòng)的費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡則正在搜尋暗物質(zhì)湮滅產(chǎn)生伽馬射線的事件。在較高能量區(qū)間，地上的MAGIC伽馬射線望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)對(duì)矮橢球星系以及星系團(tuán)中的暗物質(zhì)給予了某些限制。
21世紀(jì)的前14年，國(guó)際上相繼開展了20多個(gè)暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)，利用暗物質(zhì)和探測(cè)器的直接碰撞來尋找暗物質(zhì)。特別是2014年前的幾年，意大利DAMA/LIBRA實(shí)驗(yàn)，美國(guó)CoGeNT、CDMS實(shí)驗(yàn)，以及德國(guó)CRESST實(shí)驗(yàn)先后宣稱發(fā)現(xiàn)了疑似輕質(zhì)量暗物質(zhì)的信號(hào)，這些信號(hào)引起了科學(xué)界和公眾的強(qiáng)烈興趣。
暗物質(zhì)_暗物質(zhì)[宇宙學(xué)術(shù)語(yǔ)] -觀測(cè)手段
阿爾法磁譜儀(AMS)1、引力透鏡法；
2、旋渦星系的旋轉(zhuǎn)曲線；
3、星系中的恒星或星系團(tuán)中的星系的速度彌散；
4、星系團(tuán)（及橢圓星系）的X射線氣體的流體靜力學(xué)平衡方法；
5、星系團(tuán)的蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應(yīng)。
暗物質(zhì)_暗物質(zhì)[宇宙學(xué)術(shù)語(yǔ)] -替代理論
雖然暗物質(zhì)是目前在解釋各種星系及星系團(tuán)觀測(cè)結(jié)果上最熱門的理論，但目前仍沒有暗物質(zhì)的直接觀測(cè)證據(jù)。有一些不包含大量不可探測(cè)物質(zhì)（即暗物質(zhì)）的替代理論也被提出來解釋這些現(xiàn)象。這些替代理論大致可分成引力理論的修正以及量子引力。兩者的區(qū)別在于引力理論的修正單純地只對(duì)星系或宇宙尺度的引力效應(yīng)作出修正，而不考慮量子尺度的問題。然而兩者都主張牛頓或愛因斯坦的理論并不完備，引力在不同的尺度會(huì)有不一樣的行為。
引力理論修正
引力理論修正（MOND）是對(duì)牛頓的萬有引力公式修正，以解釋星系自轉(zhuǎn)曲線等問題而替代暗物質(zhì)。
量子引力
量子引力是一個(gè)熱門且廣泛的研究領(lǐng)域，有時(shí)它被稱作萬有理論。一般來說，它是指企圖統(tǒng)一引力以及量子力學(xué)的理論，這兩門物理至今未能被完全整合。圈量子引力、超弦理論以及其繼任的M理論皆屬于這類的理論。
量子真空
物理學(xué)家DraganSlavkovHajdukovic提出，量子真空中的虛引力偶極能被鄰近重恒星與星系中的重子物質(zhì)引力極化（gravitationallypolarized）。當(dāng)虛偶極排列時(shí)，它們能產(chǎn)生額外的引力場(chǎng)，能與恒星及星系所產(chǎn)生的引力場(chǎng)結(jié)合，在星系的旋轉(zhuǎn)曲線上產(chǎn)生相同的“加速”效應(yīng)[35][36]。
暗物質(zhì)_暗物質(zhì)[宇宙學(xué)術(shù)語(yǔ)] -候選物質(zhì)
暗物質(zhì)長(zhǎng)久以來，最被看好的暗物質(zhì)僅僅是假說中的基本暗性粒子，它具有壽命長(zhǎng)、溫度低、無碰撞的特殊特性。溫度低意味著在脫耦時(shí)它們是非相對(duì)論性粒子，只有這樣它們才能在引力作用下迅速成團(tuán)。壽命長(zhǎng)意味著它的壽命必須與現(xiàn)今宇宙年齡相當(dāng)，甚至更長(zhǎng)。由于成團(tuán)過程發(fā)生在比哈勃視界（宇宙年齡與光速的乘積）小的范圍內(nèi)，而且這一視界相對(duì)宇宙而言非常的小，因此最先形成的暗物質(zhì)團(tuán)塊或者暗物質(zhì)暈比銀河系的尺度要小得多，質(zhì)量也要小得多。隨著宇宙的膨脹和哈勃視界的增大，這些最先形成的小暗物質(zhì)暈會(huì)合并形成較大尺度的結(jié)構(gòu)，而這些較大尺度的結(jié)構(gòu)之后又會(huì)合并形成更大尺度的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果就是形成不同體積和質(zhì)量的結(jié)構(gòu)體系，定性上這是與觀測(cè)相一致的。相反的，對(duì)于相對(duì)論性粒子，例如中微子，在物質(zhì)引力成團(tuán)的時(shí)期由于其運(yùn)動(dòng)速度過快而無法形成我們觀測(cè)到的結(jié)構(gòu)。因此中微子對(duì)暗物質(zhì)質(zhì)量密度的貢獻(xiàn)是可以忽略的。在太陽(yáng)中微子實(shí)驗(yàn)中對(duì)中微子質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果也支持了這一點(diǎn)。無碰撞指的是暗物質(zhì)粒子（與暗物質(zhì)和普通物質(zhì)）的相互作用截面在暗物質(zhì)暈中小的可以忽略不計(jì)。這些粒子僅僅依靠引力來束縛住對(duì)方，并且在暗物質(zhì)暈中以一個(gè)較寬的軌道偏心律譜無阻礙的作軌道運(yùn)動(dòng)。
低溫?zé)o碰撞暗物質(zhì)
低溫?zé)o碰撞暗物質(zhì)（CCDM）被看好有幾方面的原因。第一，CCDM的結(jié)構(gòu)形成數(shù)值模擬結(jié)果與觀測(cè)相一致。第二，作為一個(gè)特殊的亞類，弱相互作用大質(zhì)量粒子（WIMP）可以很好的解釋其在宇宙中的豐度。如果粒子間相互作用很弱，那么在宇宙最初的萬億分之一秒它們是處于熱平衡的。之后，由于湮滅它們開始脫離平衡。根據(jù)其相互作用截面估計(jì)，這些物質(zhì)的能量密度大約占了宇宙總能量密度的20-30%。這與觀測(cè)相符。CCDM被看好的第三個(gè)原因是，在一些理論模型中預(yù)言了一些非常有吸引力的候選粒子。
中性子
其中一個(gè)候選者就是中性子（neutralino），一種超對(duì)稱模型中提出的粒子。超對(duì)稱理論是超引力和超弦理論的基礎(chǔ)，它要求每一個(gè)已知的費(fèi)米子都要有一個(gè)伴隨的玻色子（尚未觀測(cè)到），同時(shí)每一個(gè)玻色子也要有一個(gè)伴隨的費(fèi)米子。如果超對(duì)稱依然保持到今天，伴隨粒子將都具有相同質(zhì)量。但是由于在宇宙的早期超對(duì)稱出現(xiàn)了自發(fā)的破缺，于是今天伴隨粒子的質(zhì)量也出現(xiàn)了變化。而且，大部分超對(duì)稱伴隨粒子是不穩(wěn)定的，在超對(duì)稱出現(xiàn)破缺之后不久就發(fā)生了衰變。但是，有一種最輕的伴隨粒子（質(zhì)量在100GeV的數(shù)量級(jí)）由于其自身的對(duì)稱性避免了衰變的發(fā)生。在最簡(jiǎn)單模型中，這些粒子是呈電中性且弱相互作用的--是WIMP的理想候選者。如果暗物質(zhì)是由中性子組成的，那么當(dāng)?shù)厍虼┻^太陽(yáng)附近的暗物質(zhì)時(shí)，地下的探測(cè)器就能探測(cè)到這些粒子。另外有一點(diǎn)必須注意，這一探測(cè)并不能說明暗物質(zhì)主要就是由WIMP構(gòu)成的。實(shí)驗(yàn)還無法確定WIMP究竟是占了暗物質(zhì)的大部分還是僅僅只占一小部分。
軸子
另一個(gè)候選者是軸子（axion），一種非常輕的中性粒子（其質(zhì)量在1μeV的數(shù)量級(jí)上），它在大統(tǒng)一理論中起了重要的作用。軸子間通過極微小的力相互作用，由此它無法處于熱平衡狀態(tài)，因此不能很好的解釋它在宇宙中的豐度。在宇宙中，軸子處于低溫玻色子凝聚狀態(tài)，已經(jīng)建造了軸子探測(cè)器，探測(cè)工作也正在進(jìn)行。
暗物質(zhì)_暗物質(zhì)[宇宙學(xué)術(shù)語(yǔ)] -研究進(jìn)展
國(guó)外的探測(cè)發(fā)現(xiàn)
美國(guó)科學(xué)家在地下廢棄鐵礦中捕獲暗物質(zhì)粒子低溫暗物質(zhì)搜尋項(xiàng)目（CDMS），旨在使用探測(cè)器探測(cè)粒子間的互動(dòng)，找到暗物質(zhì)粒子引起的運(yùn)動(dòng)。美國(guó)科學(xué)家在位于加利福尼亞大學(xué)校園的隧道里的實(shí)驗(yàn)室2009年檢測(cè)到了兩種可能來自于暗物質(zhì)粒子的信號(hào)。但他們同時(shí)表示，這些信號(hào)與暗物質(zhì)粒子的相似度不高。他們?cè)诿髂崽K達(dá)州的Souden煤礦地下約714米處安裝更高級(jí)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，以進(jìn)行二期低溫暗物質(zhì)搜尋項(xiàng)目（CDMSⅡ）。暗物質(zhì)現(xiàn)象會(huì)被進(jìn)入地球的宇宙射線干擾，要減少宇宙射線μ介子粒子的背景信號(hào)影響，唯一的辦法是到地底深處，這樣才有把握確認(rèn)暗物質(zhì)的構(gòu)成。
暗物質(zhì)
2009年12月21日，科學(xué)家在Souden煤礦中發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)，這是迄今為止最有力的發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)證據(jù)。
其他實(shí)驗(yàn)也在探尋來自暗物質(zhì)的信號(hào)，比如地下氙（Lux）實(shí)驗(yàn)。美國(guó)費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡則試圖定位暗物質(zhì)，尋找其在空間湮沒（暗物質(zhì)發(fā)生碰撞時(shí)，兩個(gè)粒子將生成可以被探測(cè)器接收到的γ射線）的證據(jù)，但目前沒有任何發(fā)現(xiàn)。
2012年2月底，美國(guó)科學(xué)家稱，他們通過一種最新的理論研究發(fā)現(xiàn)，地球和月球之間其實(shí)隱藏著大量神秘的暗物質(zhì)。
科學(xué)家稱首次探測(cè)到暗物質(zhì)
2012年7月7日，德國(guó)慕尼黑大學(xué)天文臺(tái)的約爾格?迪特里希及其研究團(tuán)隊(duì)已探測(cè)到一個(gè)超星系團(tuán)的絲狀物中的暗物質(zhì)成分。這個(gè)超星系團(tuán)名為“阿伯爾222/223”，距地球約27億光年。
巨大的絲狀物產(chǎn)生的引力使得從地球發(fā)射至遙遠(yuǎn)星系的光束發(fā)生彎曲。迪特里希的研究團(tuán)隊(duì)利用這種光束，計(jì)算出“阿伯爾222/223”超星系團(tuán)絲狀物的質(zhì)量并繪制出它的形狀。附近正常物質(zhì)的熾熱氣體發(fā)出的X射線表明，正常物質(zhì)是該超星系團(tuán)絲狀物的組成部分，但僅占其質(zhì)量的10%。其余部分一定是暗物質(zhì)。迪特里希說，這表明這些絲狀物是“將宇宙中的星系團(tuán)連接在一起的暗物質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的一部分”。
脈沖星或是人們一直尋找的暗物質(zhì)
人類對(duì)暗物質(zhì)的理解和檢測(cè)實(shí)現(xiàn)新進(jìn)展。日內(nèi)瓦時(shí)間2013年4月3日下午5點(diǎn)（北京時(shí)間2013年4月4日零點(diǎn)），諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者丁肇中教授在日內(nèi)瓦歐洲核子中心，首次公布其領(lǐng)導(dǎo)的阿爾法磁譜儀（AMS）項(xiàng)目18年之后的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果――已發(fā)現(xiàn)的40萬個(gè)正電子可能來自一個(gè)共同之源，即脈沖星或人們一直尋找的暗物質(zhì)。
至2013年，尋找暗物質(zhì)粒子、研究暗能量的物理本質(zhì)、探索宇宙起源及演化的奧秘、結(jié)合粒子物理和宇宙學(xué)的研究已成為21世紀(jì)天文學(xué)和物理學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者李政道教授曾多次指出：“暗物質(zhì)是籠罩20世紀(jì)末和21世紀(jì)初現(xiàn)代物理學(xué)的最大烏云，它將預(yù)示著物理學(xué)的又一次革命?！?/p>
暗物質(zhì)不發(fā)光，也就是不發(fā)出電磁波，所以看不見，但與通常物質(zhì)一樣，暗物質(zhì)有引力作用。這個(gè)引力效應(yīng)讓天文學(xué)家在宇宙空間發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)占宇宙的23%，另外73%是暗能量。而組成我們身邊這個(gè)世界的常規(guī)物質(zhì)只占4%。雖然人們?cè)缫呀?jīng)猜測(cè)到暗物質(zhì)可能存在，但一直以來從未明確探測(cè)到暗物質(zhì)粒子，因此，還不能確定暗物質(zhì)的性質(zhì)。
丁肇中團(tuán)隊(duì)使用的阿爾法磁譜儀(AMS)，是安置于太空中的精密粒子探測(cè)裝置，是至2013年以來靈敏度最高，也是最復(fù)雜、最昂貴的一臺(tái)暗物質(zhì)探測(cè)設(shè)備，代表了當(dāng)今科學(xué)實(shí)驗(yàn)的最高技術(shù)手段，由16個(gè)國(guó)家和地區(qū)的600余名科學(xué)家歷時(shí)近18年完成，耗資21億美元，實(shí)驗(yàn)過程可能持續(xù)15至20年。
暗物質(zhì)分布圖
2007年1月，經(jīng)過4年的努力，70位研究人員繪制出這幅三維的“藍(lán)圖”，勾勒出相當(dāng)于從地球上看，8個(gè)月亮并排所覆蓋的天空范圍中暗物質(zhì)的輪廓。在這張圖中，暗物質(zhì)并不是無所不在，它們只在某些地方聚集成團(tuán)狀，而對(duì)另一些地方卻不屑一顧。其次，將星系的圖片與之重疊，我們看到星系與暗物質(zhì)的位置基本吻合。有暗物質(zhì)的地方，就有恒星和星系，沒有暗物質(zhì)的地方，就什么都沒有。暗物質(zhì)似乎相當(dāng)于一個(gè)隱形的、但必不可少的背景，星系(包括銀河系)在其中移動(dòng)。分布圖還為我們提供了一次真正的時(shí)光旅行的機(jī)會(huì)……分布圖中越遠(yuǎn)的地方，離我們也越遠(yuǎn)。不過，背景中恒星所發(fā)出的光不是我們瞬間就能看到的，即使光速(每秒30萬公里)堪稱極致，那也需要一定的時(shí)間。因?yàn)檫@段距離得用光年來計(jì)算，1光年相當(dāng)于10萬億公里。因此，如果你往遠(yuǎn)處看，比如距離我們20億光年的地方，那你所看到的東西是20億年前的樣子而不是所看到這一時(shí)刻的樣子。就好像是回到了過去。在分布圖上，我們看到的是暗物質(zhì)在25億～75億年前的樣子。丁肇中公布最新研究成果顯示暗物質(zhì)可能存在新華網(wǎng)日內(nèi)瓦2014年9月18日消息，諾貝爾獎(jiǎng)得主、美籍華人物理學(xué)家丁肇中18日公布阿爾法磁譜儀項(xiàng)目最新研究成果，進(jìn)一步顯示宇宙射線中過量的正電子可能來自暗物質(zhì)。中國(guó)研究進(jìn)展
中國(guó)首個(gè)極深地下實(shí)驗(yàn)室――“中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室”于2010年12月12日在四川雅礱江錦屏水電站揭牌并投入使用，錦屏地下實(shí)驗(yàn)室垂直巖石覆蓋達(dá)2400米，是當(dāng)前世界巖石覆蓋最深的實(shí)驗(yàn)室。它的建成標(biāo)志著中國(guó)已經(jīng)擁有了世界一流的潔凈的低輻射研究平臺(tái)，能夠自主開展像暗物質(zhì)探測(cè)這樣的國(guó)際最前沿的基礎(chǔ)研究課題。清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)組的暗物質(zhì)探測(cè)器已經(jīng)率先進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，并啟動(dòng)探測(cè)工作，而2012年上海交通大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)也將進(jìn)入這里開展暗物質(zhì)的探測(cè)研究。2014年8月24日，以中國(guó)科學(xué)家為主導(dǎo)的大型暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)組PandaX，在上海交通大學(xué)發(fā)布了實(shí)驗(yàn)組使用120公斤級(jí)液氙探測(cè)器所獲得的首批數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)組宣布，探測(cè)至今尚未發(fā)現(xiàn)任何暗物質(zhì)的事例。這個(gè)測(cè)量結(jié)果和其它一些實(shí)驗(yàn)所發(fā)現(xiàn)的輕質(zhì)量暗物質(zhì)疑似信號(hào)不兼容，對(duì)以往實(shí)驗(yàn)中所有發(fā)現(xiàn)的疑似信號(hào)提出了強(qiáng)烈質(zhì)疑。PandaX（熊貓計(jì)劃）是“粒子和天體物理氙探測(cè)器”（ParticleandAstrophysicalXenonDetector）的英文簡(jiǎn)寫，是中國(guó)開展的首個(gè)百公斤級(jí)大型暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)由上海交通大學(xué)牽頭，包括中、美兩國(guó)40多位研究人員，利用在空氣中提純的惰性元素氙作為探測(cè)媒介來尋找暗物質(zhì)。經(jīng)過自今年5月開始的一個(gè)多月時(shí)間運(yùn)行，證實(shí)該實(shí)驗(yàn)組設(shè)計(jì)和研制的120公斤級(jí)液氙探測(cè)器的靈敏度已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，因而能夠?qū)χ两駷橹顾幸伤瓢滴镔|(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行高精度的驗(yàn)證，這也標(biāo)志著中國(guó)在暗物質(zhì)探測(cè)這個(gè)前沿科學(xué)領(lǐng)域跨進(jìn)世界先進(jìn)行列。物理和天文學(xué)家通過大量的天文觀測(cè)推斷出，宇宙中有大約27%的成分由一種有質(zhì)量卻與普通物質(zhì)沒有電磁和強(qiáng)相互作用的暗物質(zhì)組成，在銀河系里，暗物質(zhì)比熟知的普通物質(zhì)多了20倍以上。暗物質(zhì)的本性之謎被普遍認(rèn)為是21世紀(jì)物理和天文學(xué)中最具挑戰(zhàn)性的問題之一。
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