博科園：本文為物理學類
尋找暗物質是21世紀基礎物理學面臨最激動人心的挑戰之一，研究人員很早就知道它肯定存在，因為否則許多天體物理觀測將無法解釋。例如，恆星在星系中的自轉速度比只有普通物質存在時要快得多。總體而言，我們所看到的物質最多只占宇宙總物質的20%，這意味著有驚人的80%是暗物質，好比房間裡有一頭大象，但我們就是看不見，摸不著，也感知不到。
暗物質可能由極輕的粒子組成，但到目前為止，沒有人知道暗物質是由什麼組成。該領域科學家正在思考和研究一系列可能的粒子，這些粒子在理論上可能具有候選資格。其中有極輕的玻色子粒子，目前被認為是最有前景的粒子之一。這些也可以被認為是以特定頻率振蕩的經典磁場。但還不能給出一個數值（也就是粒子的質量）。基本假設是，這個暗物質場與可見物質耦合，對某些原子性質有著極其微妙的影響，而這些原子性質通常是恆定的。
研究團隊現在已經開發出了一種新的方法，其研究發表在《物理評論快報》期刊上。使用原子光譜學，並涉及銫原子蒸氣的使用，只有在暴露於非常特定波長的雷射時，這些原子才會被激發。推測是相應觀測波長的微小變化，將表明銫蒸氣與暗物質粒子場的耦合。主要作者迪奧尼斯蒂安·安蒂亞斯博士說：理論上，研究是基於一種特殊的理論模型，對其假設進行實驗測試，在這種情況下，其基本概念是由我們的同事和以色列魏茨曼研究所合著者開發的弛豫模型。
根據弛豫理論，在大質量區域(如地球)附近一定有暗物質密度較大的區域，使耦合效應更容易觀察和檢測。搜索以前不可訪問的頻率範圍，利用新技術，科學家們現在已經獲得了一個迄今為止尚未探索過的頻率範圍，在這個頻率範圍內，正如弛豫理論所假設的那樣，某些形式的暗物質對銫原子性質影響應該相對容易發現。研究結果還能讓研究人員制定新的限制條件，以確定暗物質的性質可能是什麼。
研究作者德米特里·巴克(Dmitry Budker)將這種一絲不苟的搜索比作在沙漠中獵取老虎。在目前研究中探索的頻率範圍內，仍然沒有精確地確定暗物質。但至少，現在已經在這個範圍內進行了搜索，知道我們不必再做一次了。研究人員仍然不知道暗物質（比喻中的老虎）潛伏在哪裡，但現在知道老虎不在哪裡。研究人員只是繼續更密切地瞄準沙漠中老虎最有可能出現的地方，可能未來在某個時候，我們會抓住它。
博科園｜研究/來自：美因茨大學
參考期刊《物理評論快報》
DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.141102
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