科学中有很多东西是建立在约束的基础上的。如果科学家不理解某件事，他们就会尽可能地限制它，以便更精确的实验最终能够探测到理论化的现象。暗物质在这方面是出了名的困难，因为在这一点上，它已经逃避了一个多世纪的探测，尽管有更精确的仪器试图捕捉到它的一瞥。其中一种仪器是超级低温暗物质搜索（SuperCDMS），由位于明尼苏达州北部的SLAC国家实验室运行。为了进一步证明这一点，研究人员查看了实验数据，同时考虑了一些新的可能性，虽然他们没有发现任何暗物质的证据非卧床监护，但他们帮助收紧了更多的限制。

　　像大多数暗物质探测实验一样，SuperCDMS依赖于暗物质理论，该理论认为暗物质以某种方式、形状或形式与普通物质相互作用。最有可能的是轫致辐射，这种相互作用将以某种形式与它所遇到的原子核相互作用。

　　当暗物质与原子碰撞时，有两种可能发生。第一种是“弹性碰撞” —— 就像SLAC的工作人员、一篇描述这项研究的新论文的通讯作者诺亚·库林斯基（Noah Kurinsky）指出的那样，简单地把它想象成台球相互碰撞。来自SuperCDMS的数据已经被彻底地寻找了这些类型相互作用的证据。然而，还有另一种选择 —— “非弹性”碰撞。

　　在“非弹性”碰撞中，能量不会转移到原子核，而是转移到原子核中的电子，甚至光子，如果它们恰好存在的话。它们有两种可能发生碰撞的主要方式。

　　一种是“轫致辐射”，在德语中是“制动辐射”的意思。在这种情况下，虽然暗物质粒子仍然会撞击原子核，但一些能量会直接转化为光子。然后，SuperCDMS上的探测器将能够捕捉到光子增加的能量，并推断出可能是非弹性暗物质碰撞造成的。

　　轫致辐射以前已经被实验观察到，但另一种潜在的非弹性碰撞方法凯时娱乐备用网址登录，即“米格达尔效应”，还没有被观察到。在这种情况下，暗物质粒子再次撞击原子核，但原子核本身移动非常轻微，围绕它的电子云也必须移动。理论上，这种转变应该可以被SuperCDMS等实验检测到，事实上，其他理论家已经在实验中计算出了这种转变的样子。

　　不幸的是，在重新分析SuperCDMS之前收集的数据后，库林斯基博士和他的同事们没有发现暗物质存在的证据。然而，他们增加了一些额外的限制布图规则检查，表明暗物质粒子的总“质量”（相当于高端物理学中的能量）不到质子质量的五分之一。

　　但他们并没有就此止步。另一种情况是，探测器可能看不到他们基于这些新的相互作用理论所期望的结果，如果暗物质粒子一开始就没有到达探测器，并事先被地球的地面甚至大气层吞没。这将有助于为暗物质到达探测器的最小质量水平设定一个上限。

　　为了进行这个计算，物理学家们与另一组对粒子物理学并不感兴趣的科学家 —— 地质学家合作。通过这种合作，物理学家可以计算出暗物质粒子在穿过地球时的不同方向会损失多少能量。计算表明单向开关，当它穿过地球和地核到达明尼苏达州的矿井（SuperCDMS位于那里）的整个过程中，能量损失的差异很大，而另一个暗物质粒子可能来自头顶，以最小阻力的路径进入探测器。

　　同样，这些计算并没有找到暗物质存在的确凿证据，所以研究仍在继续。然而，他们可以说，暗物质的能量一定低于允许粒子（如果它们确实是这样的话）通过探测器的能量极限，即使是通过最直接的路径。他们还可以自信地说，如果它有足够的能量到达探测器，它的质量必须小于质子的1/5。

　　如今，这项研究仍在继续，每年都有越来越多的科学家加入其中。随着每年有越来越多的探测器上线，也许在其他探测器的数据集中隐藏着一些暗物质存在的线索，只是等待用这个新框架来分析。但在那之前，这种最神秘的物质的细节将继续躲避我们。