探寻神秘的“暗物质”

最可能的粒子

在众多可能是组成暗物质的成分中，最热门的要属一种被称为大质量弱相互作用粒子（简称WIMP）的新粒子了。这种粒子与普通物质的作用非常微弱，以致于他们虽然存在于我们周围，却从来没有被探测到过。还有一种被理论物理学家提出来解决强相互作用中CP问题，被称为轴子的新粒子，也很有可能是暗物质的成分之一。惰性中微子（sterile neutrino）也有可能是组成暗物质的一种成分。

大质量弱相互作用粒子顾名思义，主要参与弱相互作用、引力相互作用或其他某种可能存在的不大于弱力的作用,具有较大的质量，运动缓慢。WIMP粒子的候选者主要为超对称理论下的中性微子（neutralino），超对称中微子（sneutrino），和引力微子（gravitino）等。超对称理论作为标准模型的拓展，几乎使得所有已知得基本粒子都有了可能得对应粒子，从而拓展了潜在未知粒子的数目。而这些伴子由于某种猜想得基本物理特性，其质量可能极大。通过检验超对称理论对标准粒子模型进行拓展后的粒子，可以发现一些粒子能够作为暗物质粒子的候选者，这些粒子均为电中性，有较弱的相互作用。其中，中性微子是超对称理论下最合适的WIMP候选粒子。在标准模型的超对称拓展中，中性微子为最轻的超对称粒子，这保证了它的稳定性，不会轻易衰变，从而能够作为在宇宙中占据较大比例的暗物质的候选者。 轴子的质量很轻，但数量足够多便具有冷暗物质的行为，因此轴子是冷暗物质粒子的一个候选者。

除了冷暗物质模型外，人们还提出了“温暗物质”模型，这个模型综合考虑了冷暗物质和热暗物质对宇宙结构的``从小到大''和``从大到小''的贡献。这个模型下的候选粒子主要有惰性中微子（Sterile Neutrinos）等。额外维度理论也被引入到了关于暗物质粒子的假设中，这种理论认为在现有的时空维度中存在蜷曲着的额外维度。