T从第一次对暗物质进行直接搜索到现在已经过去了30年，这是一次温和的尝试，试图回收最初为另一个目的而建造的粒子探测器的数据。这项工作反应迅速吗一个提议由理论物理学家马克·古德曼和爱德华·威腾提出，他们呼吁人们注意通过核反应探测暗物质的可能性。提出的实验方法类似于用看不见的主球打台球。如果你看到一个彩色台球(探测器体内的一个原子核)突然莫名其妙地偏离轨道，你就知道它一定是被某种你不能直接看到的东西(暗物质粒子)击中了。
这些假想的主球以一个巧妙的命名组合在一起:WIMPs，即弱相互作用大质量粒子。这个相当通用的术语包括所有能够产生核反冲的新粒子，而不包括那些已知粒子中的杂碎所青睐的其他相互作用机制。实验人员提出并实施了大量巧妙的技术来寻找这些核反冲。这些实验将聪明的新方法付诸实践，只接受来自核反应的信号，而拒绝所有其他形式的相互作用。
当谈到暗物质时，我们可能难以接受自然告诉我们的一切。
除了对类轴子粒子(ALPS)的孤立搜索外，暗物质搜寻者主要集中在对WIMP的探测上。这种热衷并不是因为对微观台球游戏的不健康痴迷:例如，大质量弱相互作用粒子标准模型的超对称扩展自然产生了大质量弱相互作用粒子。常识告诉我们，我们应该首先寻找具有坚实理论动机的暗物质候选者。
这一切都很明智，但只有一个问题:它没有奏效。在对WIMP高塔进行了30年的攻击之后，没有任何实验产生了明确的证据。
T把暗物质搜索和加速器实验的负面结果结合起来，已经导致了超对称模型的逐步减少，这种模型能够产生与宇宙相关的WIMP。也许是对此的反应，理论家们积极探索其他选择。在过去的几年里，人们对替代“香草的”中等质量弱相互作用粒子的理论兴趣激增。在这一连串的活动中，我们可以看到两个经常相互重叠的主题:一是质量较轻的粒子，由于其微小的动量，无法产生比目前探测器灵敏度更高的信号;二是对核反冲以外的相互作用机制的研究。这种兴趣的转变可以用去年暗物质的候选人得到爱德华·威腾和他的现代同谋者的认可:一种粒子非常轻，其波长可以拉伸一个典型星系的直径。
但是实验主义者还没有改变他们的方式——我自己就是一个实验主义者。我们应该是脚踏实地的人，而不像我们的理论家朋友那样浮云不定。但当涉及到暗物质时，我们可能难以接受自然告诉我们的信息。事实上，我们大多数人仍在从古德曼和威腾的论文中寻找线索，该论文已收集了近900篇引文，而且引文数量呈单调增长趋势:你可能会认为我们的速度刚刚开始加快。
不幸的是，实验团体在下一代，也可能是最后一代WIMP探测器上的大量投资导致了一种惯性，没有对正在进行的现象学刺激进行重大的搜索。更狭隘?这种不安是不是为时过早?在浩瀚的宇宙中，30年算什么?毕竟，詹姆斯·查德威克(James Chadwick)花了十多年的实验才发现了中子，也是通过寻找那些讨厌的核反作用。
那些本应提出暗物质探测新方法的人看到自己最好的岁月在一片模糊中过去了。
这些问题的答案是多方面的，是控制现代科学进步的复杂动力学的一个很好的例子。我们可以从列举显而易见的事实开始:建立良好的实验，并使它们发挥作用，需要大量的时间和精力。只要物理学仍是一门实验科学，这一现实就会降低对任何理论输入的响应时间。注意缺陷多动障碍，如果引导得当，可以帮助增加一个崭露头角的理论家的影响力。同样的症状在一个年轻的实验学家身上肯定会导致一个非常短暂的职业生涯:我们被期望完成我们开始的事情。
但还有另一个不那么健康的因素在起作用，为此，实验者应该承认自己的责任。一种最先在高能物理学中被发现的疾病，已经感染了一个小实验领域，这个领域有足够的创造力和发明空间。随着实验在规模和复杂性上的增长，任何带有独创性的途径都是少之又少。保持你在机器中的忠诚，做你定义好的那部分，你会得到一些幸运的补偿。因此，那些本应提出暗物质探测新方法的人，那些对如何制造更好的捕鼠器有更深理解的仪器学家，看到自己最好的岁月在一片模糊中流逝。即使没有这种令人沮丧的趋势，人们也会想，在现有的有限资金完全用于正在进行的WIMP搜索的情况下，一个年轻的企业家能获得多少资金呢?
这个变形人可以告诉我们物质为什么存在
中微子物理学充满了不寻常的特征。还有埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana)，他在1938年带着积蓄消失得无影无踪。虽然曾有许多关于他的争议性目击事件，但至今没有找到关于他的记录。阅读更多
W最近，当一个考虑加入暗物质研究的学生走近我时，我描述了两种可能的情况。首先，在下一代探测器的探测范围内发现了WIMP，我们将进入暗物质精密研究的“黄金时代”。包括充足的资金和工作保障，但现在大部分的兴奋都消失了。如果我是学生，来得太迟了，这将是一个非常无聊的前景，我试图准确地传达这一点。另一个场景是世界末日，因此更令人满意。这些探测器什么也没发现，大型强子对撞机消除了对超对称性剩余的兴趣(至少对任何一个理性的人来说)，而大规模的WIMP研究就像几年前的地下质子衰变研究一样，当时占主导地位的大统一理论不再流行，也就是说被遗忘了。
在这些灰烬中，随着WIMP的眼罩被摘除，我们将重新组合和训练，提出一个更平衡的努力组合，以更好地对应暗物质粒子可能采取的多种伪装:我个人对不需要地下场地的实验很感兴趣，更简单的搜索在几十年前就应该提前进行。如果我们吸取了教训，我们也会摒弃任何理论偏见，即上文提到的恶性“常识”，转而专注于开发针对任何可以想象到的黑暗领域互动模式的新工具。我们只能希望如此。
胡安·科勒(Juan Collar)是芝加哥大学Kavli宇宙学研究所的教授。
图片来源:ESO
这篇文章最初发表于鹦鹉螺的宇宙2017年2月。
