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简述：研究人员正致力寻找暗物质波。

科研人员正在测试一种原型“无线电”，它可以让他们收到神秘暗物质粒子发出的波频。暗物质是一种看不见的物质，被认为是宇宙中普遍存在的物质的五倍。根据相关研究理论，每秒会有数十亿个暗物质粒子掠过地球。由于暗物质粒子通过引力与常规物质的相互作用非常微弱，我们几乎观察不到他们。

到目前为止，研究人员大多还在努力寻找暗物质粒子。然而，他们想通过利用暗物质无线电来找到暗物质波。实际上，暗物质粒子的直接探测实验需要使用大型地下探测器，在实验过程中，研究人员希望能够观察到暗物质粒子与探测器材料碰撞产生的信号波。然而，只有当暗物质粒子在碰撞中产生足够大的能量时才能检测到这种信号波。

斯坦福大学和能源部SLAC国家加速器实验室联合研究所Kavli粒子天体物理和宇宙学研究所的理论物理学家PeterGraham说：“如果暗物质粒子非常轻，我们将更有可能将其探测为波，而不是粒子。”暗物质无线电利用了一个独特的量子力学概念，称为波粒二象性，即每个粒子的行为也可以像波一样。

以光子（一种携带电磁力的无质量基本粒子）为例：无数光子的运动构成电磁辐射或光，我们通常将其描述为包括无线电波在内的波。暗物质无线电将搜索与两个特定暗物质相关的暗物质波作为备选，通过它，可以找到隐藏的光子（一种类似于小质量光子的光子），或者可以找到像科学家所认为的轴子，这种轴子可以在光的作用下产生并在磁场的作用下转化形成。斯坦福大学研究生沙塔什·乔杜里（SaptarshiChaudhuri）说：“寻找隐藏的光子将是一个完全未知的科学探索。暗物质无线电的使用将填补现有实验对轴子的探索实验的空白。”

拦截暗物质共鸣

常规无线电用天线拦截无线电波并将其转换成声音，转换出的声音取决于使用的哪一个电台。听者可以通过调整电路来选择电台，电路中的电流可以以一定的谐振频率振荡。如果电路的共振频率与电台的频率相匹配，则收音机将被调谐，听众可以听到广播。暗物质无线电的工作原理也是这样的。它的核心是一个谐振频率可调的电路。如果将器件调谐到与暗物质粒子波的频率相匹配的频率，电路将产生共振。科学家可以测量共振频率，从而测得暗物质粒子的质量。这种方法是就像把收音机从拨号盘的一端调谐到另一端一样，通过缓慢地移动不同的频率来进行频率扫描。暗物质波的电信号非常微弱。

因此，格雷厄姆与另一位KIPAC研究员肯特·欧文领导的团队合作。欧文的研究小组正在开发一种高灵敏度的磁力计，称为超导量子干涉装置（squid），它能与极低噪声放大器配对，以寻找潜在的信号。在其最终的设计中，暗物质无线电将寻找质量范围在万亿分之一到百万分之一电子伏特的粒子（一个电子伏特大约是一个质子质量的十亿分之一）。

由于在这个范围内，包括用于空中广播的千赫到千赫频率而受到人们质疑。欧文说：“保护无线电免受不必要的辐射是非常重要的，也是非常具有挑战性的。事实上，我们需要几码厚的铜层才能做到这一点。幸运的是，我们可以用一层薄薄的超导金属达到同样的效果。”暗物质无线电的一个优点是它不会被宇宙射线屏蔽。虽然直接探测暗物质粒子必须在地下深处进行，以屏蔽从太空坠落的粒子，但暗物质无线电大学的地下室就可以进行实验。

研究人员现在正在斯坦福大学进行小规模的试验，利用暗物质无线电的模拟来扫描一个相对狭窄的频率范围。最后，他们计划在斯坦福和SLAC各自独立运行两个全尺寸的仪器。“这是一项令人兴奋的新科学，”KIPAC项目的博士后ArranPhipps说。“很高兴我们能用一个相对低成本和低风险的设备来尝试一个新的探测概念。”实施探索暗物质计划的专家们现在迈出了第一步，并计划在未来几年持续进行对暗物质的探索。让我们敬请

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