新实验：无证据显示暗物质作用于原子核

除了近期在大型离子对撞机内进行的寻找暗物质的实验，一组德国科学家在实验室内使用精确的仪器也进行了实验，发表在《自然》(Nature)期刊上。

通过光谱技术确定质子和氘子之间的距离示意图。科学家还不确定，暗物质自身之间是否存在相互作用，与普通物质是否通过电磁力、弱核力或强核力，还是其它未知的作用力发生作用，但是从至今一无所获的进展来看，科学家推测暗物质即使与普通物质存在相互作用力，也是极其微弱。在寻找暗物质的路上，科学家近年来实验的思路是，在尽可能排除任何外界干扰的情况下，用高精度仪器测量粒子间的除了引力以外的基本作用力，即上面提到的电磁力、弱核力或强核力。科学家认为，从实验结果看到任何一点与预期的偏差，就说明是暗物质或者暗能量介入的效果。一些研究者使用欧洲核研究组织(CERN)的大型对撞机进行实验，另一些研究者则在具有高敏感度设备的实验室内进行，比如这项由德国杜塞尔多夫大学(Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf)教授席勒(Stephan Schiller)负责的实验。这项实验目标测量质子和氘子之间的电磁力。这里的质子是氢原子的质子，氘子(Deuteron)是氘原子的原子核，由一个质子和一个中子组成。

他们研究的是一种特殊的分子离子HD+。一个氢原子和一个氘原子组成的分子，被剥夺了一个电子后产生的氢气离子。这使得来自于氢原子的质子和氘子仅由一个电子绑定(而不是通常的两个电子)，部分抵消了质子和氘子间的排斥力。研究人员通过光谱技术确定质子和氘子之间的距离——“绑定长度”，再推算质子和氘子之间的作用力。研究者称，这是一个很复杂的过程，因为涉及到一些量子特性。研究组的一位成员在上世纪40年代首次提出的理论基础上，又进行了二十年的研究完善其计算方法，最近终于能够根据足够精确的绑定长度，计算出两者间的作用力。结果显示，计算值与测量值相符。研究人员由此推断出，由暗物质引起的质子和氘子作用力变化的上限值。

席勒说：“我们团队将此上限值的精确度提升了20倍。我们的研究显示，暗物质与普通物质的相互作用比以前设想的要少得多。仍然无法解释这种神秘物质的形态，至少在实验室里。”