自下而上的大地下氙暗物质实验的内部视图对于寻找暗物质的可怜的物理学家来说，这是一种遗憾，暗物质是一种奇异的物质，其中约有四分之一是由宇宙构成的，仅通过重力和弱相互作用才能与宇宙的其余部分相互作用。 没有一周的时间，物理学家们就会出现新的暗物质戏弄迹象，在统计误差的边缘出现，然后消失，打破了他们的希望。
为了寻找暗物质，进行了大量的实验，从缩写中提取出一整个字母汤，并且每个实验都使用自己的技术。 因此，物理学家必须寻找某种其确切性质未知的物质。 问题是，尽管在几个实验中发现了一些暗物质的提示，但它们彼此不一致。 如果将一张不同颜色的不同实验的结果放在一张图上，它将看起来像抽象艺术。
6年前，芝加哥大学的胡安·科拉德（Juan Colard）对早期发现暗物质充满了希望。 但是随后的每个结果似乎都指向一个新的方向。 毫不奇怪，他以《大勒博夫斯基》（Big Lebowski）为开头说：“我们是虚无主义者，我们什么都不相信。”
“在过去的几年中，我们似乎在追逐自己的尾巴，”科拉尔在一次采访中说。
好消息是，也许有些情况再次出现。 物理学家看到天堂和地下深处的迹象，并在大型强子对撞机中寻找其他迹象，该强子对撞机也参与暗物质的搜寻。 关于暗物质的窃窃私语变得越来越响亮，并且似乎开始融合了几种信号。 坏消息是，这些提示仍然不一致，而且每个提示都过于不可靠，据密歇根大学的Kathryn Zurek称。 许多物理学家怀疑根本没有发现暗物质的迹象。 一些人通常沉迷于虚无主义，例如科拉尔（Kolar）说：“鉴于事情的发展，很难成为一个虚无主义者。”
神秘物质
常见的可见物质-行星，恒星，星系以及其他所有物质-仅占宇宙所有物质的4.9％。 其中大部分（68.3％）由暗能量组成，负责加速空间扩展。 其余-26.8％-由暗物质组成。
如果物理学家不完全了解暗物质是什么，那么他们将确定暗物质的存在。 这个概念出现于1933年，当时弗里茨·兹维克（Fritz Zwicky）分析了一个星团中的星系速度，并得出结论，可见物质施加的引力不能阻止星系以高速逃离星团。 数十年后，维拉·鲁宾（Vera Rubin）和肯特·福特（Kent Ford）通过观察星系边缘旋转的恒星，发现了兹维克“暗物质”的又一证据。 就像我们的太阳系的外行星绕太阳运动的速度变慢一样，这些恒星应该被移动得越慢，它们离银河系中心越远。 相反，外部恒星的移动速度与靠近中心的恒星一样快，但是星系并没有衰减。 某种东西补充了引力。
暗物质并不是唯一的解释。 也许有必要修正爱因斯坦的引力模型。 已经提出了许多替代模型，例如MOND（改进的牛顿动力学）。 鲁宾本人对此很感兴趣，并
在2005年接受《新科学家 》杂志
采访时说：“这比充满新型亚核粒子的宇宙更具吸引力。”
Bullet星团中的星系总质量比星团中两朵云的质量小得多，后者由发射X射线的热气体（红色标记）组成。 蓝色区域比所有星系和云的质量还要大，显示出暗物质的分布但是大自然被我们的审美偏好所掩盖。 2006年，
子弹群的惊人形象（1E 0657-56）结束了这个问题。 在它上面可以看到两个星系星团互相穿过，它们的气体碰撞形成子弹形式的冲击波。 分析结果令人惊讶：热气（普通物质）聚集在发生碰撞的中心的较稠密地层中，另一方面，只有暗物质聚集。 当团簇碰撞时，暗物质直接通过，因为它很少与普通物质相互作用。
“我认为在现阶段我们可以确定暗物质的存在，”芝加哥大学的物理学家丹·胡珀说。 “据我所知，没有一个修正的引力理论可以解释这一点。”
暗物质粒子的一个主要候选者是一类弱相互作用的块状粒子WIMP，类似于另一个亚原子粒子中微子，它也很少与其他物质相互作用。
希格斯玻色子的
发现之后，粒子物理学的一个时代已经结束，公众的注意力正在转移到一个新的重大发现上。 芝加哥大学的宇宙学家迈克尔•特纳（Michael Turner）说，他认为这个
十年是WIMP十年 。
信号/噪音
多数理论家最初倾向于使用重型WIMP变体，并认为暗物质由重约100 GeV的粒子组成。 亚原子粒子的质量以质量能，电子伏特为单位测量。 例如，质子的质量为1 GeV。 但是最新证据似乎支持轻质粒子的选择，其中轻质粒子的质量范围为7至10 GeV。 因此，直接注册它们很困难，因为许多实验都依赖于测量原子核的后坐力。
此类实验通常在地下深处进行-为了更好地过滤掉宇宙射线，宇宙射线很容易与暗物质信号混淆。 它们涉及带有精心选择的目标材料（例如，锗或硅晶体或液态氙）的检测器。 然后，物理学家等待暗物质粒子与目标物质原子核发生碰撞的罕见情况。 这应该导致闪光，如果它们足够亮，则探测器将记录下来。
这意味着，为了检测暗物质粒子，当它与原子核碰撞时，它必须携带足够的能量以产生超出检测器灵敏度阈值的信号。 而且轻量级WIMP不太可能这样做。 纽约大学的尼尔·韦纳（Neil Weiner）说，WIMP场景的区别与两个保龄球与一个带有保龄球的乒乓球之间的碰撞区别相同。 他说：“动力学上较重的粒子比光更容易传递这种能量。”
物理学家如何寻找暗物质？ 查看探测器收集的数据中的脉冲串。 信号强度由与预期背景值的标准统计偏差或σ的数量确定。 通常将此度量与连续几次与硬币尾巴进行比较。 3 sigma的结果已经是一个严重的提示，相当于一枚硬币连续九次损失一次。
随着新数据的到来，这些信号中的许多信号都被衰减或消失，从统计上来说变得不那么重要了。 发现的黄金标准是
5个sigma ，相当于连续掉入21条尾巴。 如果几个人同时翻转硬币，并且每个人都连续数次出现尾巴，或者几个实验在一个质量差中发现了三个西格玛的信号，那么甚至不可能得到结果。
暗物质的某些提示位于2.8 sigma的棘手区域。 国家加速器实验室的马修·巴克利（Matthew Buckley）说：“所有这些有希望的结果都可能在一周内被拒绝。” 恩里科·费米（Fermilab）。 “但是这些事情总是从暗示开始的。” 当您收集更多数据时，提示在统计上将变得更加重要。”
背景噪声使任务复杂化。 “您正在寻找一个“信号”。 罗格斯大学物理学家马修·斯特拉斯勒（Matthew Strasler）在
2011年
7月的博客中写道：“背景”是与您的信号相似且难以发现的所有其他信息。
他后来补充说：“如果不考虑小的背景，通常会以其他低能碰撞的形式出现，这与轻型WIMP非常相似。 换句话说，暗物质看起来像是一个错误的信号。”
斯特拉斯勒把这个任务比喻为试图在
一个挤满人的房间里寻找一群
人 。 如果您的朋友穿着相同的鲜红色外套，而其他所有人都穿着其他颜色的衣服，则很容易找到信号。 如果其他人也穿着鲜红色的外套，那么随机聚集的陌生人将隐藏信号。 想象一下，您错误地估计了穿着红色外套的人数，甚至您是色盲的。 在任何一种情况下，您都会得出错误的结论：实际上，当信号是随机的陌生人簇时，您找到了朋友。
今天的证据
尽管存在这些挑战，但各种实验还是带来了一些有希望的结果，尽管有争议。 十多年前，
DAMA / LIBRA实验（使用添加了al的碘化钾检测器搜索暗物质）位于意大利中部的Gran Sasso d'Italia山深处，发现每年碰撞次数的波动很小。 一组科学家说，他们发现了重量约为10 GeV的轻质WIMP形式的暗物质粒子。
达玛/天秤座其他物理学家提出了严重的疑问。 尽管DAMA / LIBRA发出的信号确实是，但它可能是其他证据。 在另一个实验中，位于同一座山肠中的
XENON10无法在同一能隙中检测到信号这一事实并没有帮助。 在明尼苏达州苏丹的一个深矿中进行的
CDMSII实验也发生了同样的事情。 如果DAMA / LIBRA结果确实与暗能量有关，那么这两个最近的实验都足够灵敏以检测这种能量的信号。
另一个实验
CRESST检测到信号。 但是它并不完全与DAMA / LIBRA发出的信号相对应，并且其分析无法考虑可以模拟所需信号的所有可能的背景噪声。 此外，DAMA / LIBRA拒绝与公众共享数据，以便其他人可以研究它，从而激怒了科学家。
在讨论实验之间的差异时，激情常常沸腾。 巴克利说：“碰巧您报告了暗物质，而一切都以斗争告终。”
但是意大利科学家小组的结果却是相当稳定的。 Kolar和其他热情的批评者决定通过组织称为
CoGeNT的实验来证明DAMA / LIBRA发现的谬误。 2011年，该计划失败了，因为对CoGeNT数据的初步分析证实了这一结果。
“我们建立CoGeNT的目的是公开DAMA，现在我们突然陷入了相同的参数空间，” Kolar说。 但是，由于进行该实验的苏丹矿发生了大火，从仅15个月的数据中获得了最初的发现。 并且显示另一个2.8 sigma信号。 现在，Kolar团队正在分析从实验的三年半中获得的数据，这应该会增强该信号-如果它是真实的。
CoGeNT实验怀疑并没有消失。 CDMSII结果显示来自同一10 GeV区域的
三个事件 。 两年前，在CDMSII上记录了两次类似于暗物质的事件，但经过仔细分析，将其丢弃。 这次，“我们有三个明确的事件，”祖雷克说。
她说：“如果有人看到了暗物质，那就看起来像那样。” 但是由于它们仍然处于2.8 sigma的边界，“没有人会相信这三个事件是由于暗物质引起的，直到其他人看到它为止”。 最新的证据已经提示使用XENON10的物理学家对其分析进行审查，并得出结论，他们错误地拒绝了DAMA / LIBRA中发现的肺部WIMP提示。
忽然，轻的WIMP变种至少是可能的，并且得到了Hooper对我们银河系中心发射的伽马射线的分析的支持，显示出对应于10 GeV变种的暗物质信号的提示。
但这不是唯一的选择。 WIMP没有有趣的动力-无论它们有多大的质量-都是暗物质的最简单版本。 暗物质粒子可以有几种类型，它们通过暗力的不同类型的相互作用构成了宇宙的整个“暗区”，理论家们才刚刚开始探索。 韦纳认为，暗功率模型是“解释其中一些异常现象的最直接方法”，但他警告说，原型演示还有很长的路要走。 Zyurek同意：“原则上，我们可以写下任何数量的理论，但是自然只需要选择一个，”她说。
我们何时才能找出所有这些提示是否真实？ 也许在一年中，也许它将不得不等待更长的时间。 但是，试图寻找暗物质的物理学家可能很快会遇到更多实用的限制：削减预算。 各种实验对于搜索很重要。 “由于我们不知道暗物质与正常物质有什么相互作用，所以几个不同的实验将错误选择导致的暗物质漏失的可能性降到最低，而且如果在几个实验中发现某些东西，则有可能更快地丢弃理论模型，”巴克利说。 但是，必须进行所有实验才能将结果报告给美国能源部，其中只有2-3个能够存活。
“部门正在整理事情，” Kolar说。 -多样性很好，但金额有限。 如果在建的探测器出现故障，将很难找到继续前进的动力。”
译者注； 自从撰写原始文章以来：•CRESST检测器于2015年进行了更新，将灵敏度提高了100倍，因此它现在能够检测质量近似等于质子质量的暗物质颗粒。 他被欧洲地下稀有事件量热仪阵列（EURECA）实验所取代。
•CDMSII检测器被下一代SuperCDMS检测器取代
•处理了CoGeNT实验的结果，得出的结论是，以WIMP形式接收的接收信号无法说明背景噪声。
•2016年，XENON10检测器被灵敏度更高的XENON1T取代，灵敏度提高了100倍。
•为了在澳大利亚复制DAMA / LIBRA传感器，正在建设Stawell地下物理实验室（SUPL）。
•截至2017年2月，尚未获得令人信服的证据来检测暗物质颗粒。