地壳深处的石盐（半透明晶体）等矿物可能存在与暗物质相互作用的证据。
地球深处的矿物质可能包含与暗物质碰撞的明显痕迹 - 研究人员认为难以理解的东西弥补了宇宙中的大部分物质。旨在寻找这些痕迹的实验有朝一日可以补充甚至与正在进行的直接检测暗物质的努力相竞争。
几十年来，研究人员使用沉入地下深处的精密探测器寻找暗物质的迹象。但现在，密歇根大学安娜堡分校的物理学家凯瑟琳·弗里斯和她的同事们表示，盐矿石（氯化钠）和zabuelelite（碳酸锂）等矿物质可以作为现成的探测器1。
天文学家可以探测暗物质对星系和星系团运动的引力影响，但从未能直接发现它。对暗物质的普遍解释是它由称为弱相互作用的大质量粒子（WIMP）的材料制成，这些粒子主要通过重力与正常物质相互作用。
直接检测实验旨在发现WIMP与检测器内的锗，硅或碘化钠等材料中的原子核碰撞的微弱后果。
这些实验必须定位在地下深处，以防止轰击地球表面的宇宙射线。这些射线也会留下与探测器材料碰撞的微弱痕迹，探测器材料可以淹没暗物质的任何潜在信号。到目前为止，只有一项实验 - 意大利Gran Sasso国家实验室的DAMA / LIBRA实验 - 表示它已检测到暗物质，但声称仍未得到证实。
深入挖掘
Freese和她的同事们争辩说，岩盐和zabuelelite等矿物已经深入地球内部，因而不受宇宙射线的影响。根据上个月在预印本服务器arXiv上发布的团队分析，如果一个WIMP粉碎成一个原子核，比如钠或氯，核就会反冲。这将在矿物中蚀刻1至1,000纳米长的路径。
一项实验可以从已经存在的地下研究和石油勘探的公里深的钻孔中提取大约5亿年前的矿物。物理学家需要打开提取的矿物质并在电子或原子力显微镜下扫描暴露的表面，以获得由反弹原子核制成的轨道。他们还可以使用X射线或紫外线3D扫描仪更快地研究更大块的矿物质，但分辨率更低。
与WIMP的潜在碰撞将在任何矿物的每个元素中产生不同的特征，从而提供不同的信息来源。“例如，氯化钠由钠和氯组成，因此您可以从一种矿物中获得多种信号，”Freese说。“如果你确实找到了一些积极的信号，那么你就可以根据钠的散射和氯的散射来弄清楚它是什么样的WIMP。”
错误的身份
伊利诺斯州巴塔维亚费米国家加速器实验室的物理学家Dan Hooper说，这个想法非常令人兴奋。“虽然在实现这种方案之前还有许多细节需要证明，但我认为没有任何理由不能成功，至少在原则上是这样。”
但是其他人，比如伊利诺伊州芝加哥大学的物理学家胡安·科拉尔（Juan Collar），更加谨慎。在20世纪90年代中期，物理学家考虑使用矿物云母作为暗物质类似搜索的目标2。但Collar随后表明，3矿物中铀的放射性会在云母中产生痕迹，而这些痕迹将无法与WIMP产生的痕迹区分开来。他担心类似的命运会降临Freese的提议。
“这个问题不仅限于云母，而是影响任何含有无处不在的天然丰富的铀和钍的矿物，”他说。“他们或许可以找到这个问题减少的矿物质，但我认为现在他们的说法过于乐观了。”
Freese承认铀是一个值得关注的问题，尽管尚不清楚她和她的团队提出的矿物质是否含有铀或钍污染物。但她补充说，有可能确定只能通过放射性爆发产生的特定蚀刻模式，并忽略它们。“事实是，你必须做到这一点并找出答案，”她说。
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