探测暗物质
多年来，研究人员一直在搜寻暗物质，据信暗物质约占整个已知宇宙的 27%。如今，一支创新的科学家团队表示，他们可能已经找到了一种新的方法，利用国际原子钟网络来探测这种难以捉摸的物质。
20 世纪 30 年代初，弗里茨·茨威基和扬·奥尔特等天文学家对宇宙中可见物质的分布与基于物理学原理的预期量之间的明显差异感到困惑。随后，在 20 世纪 70 年代末，薇拉·鲁宾和肯特·福特在研究仙女座星系的旋转时发现了异常：星系边缘的物质以与中心物质相同的速度旋转，这违反了牛顿运动定律，当时人们认为星系中只有可见物质。
其他星系也出现了同样的现象，这使得天文学家怀疑某种“额外物质”——无法像发光恒星和气体那样被看到——是造成这种异常旋转的原因。如今，科学家们将这种额外物质称为暗物质，到目前为止，只能通过它对我们能看到的可见物质产生的引力效应来探测。
借助新一代超高精度原子钟，一个国际研究团队表示，他们可能找到了捕获暗物质与普通物质相互作用的新方法——科学家们假设这种相互作用一定存在，但迄今未能观测到。
原子钟
所有时钟都依赖于稳定的振荡器，就像落地钟的摆锤或日晷的地球自转一样。在光学晶格原子钟（一种仍在开发和完善中的原子钟）中，原子充当振荡器。
在这些时钟中，激光会穿过一团原子——通常是锶或镱。这种激光会激发原子以每秒数万万亿次的频率振荡或来回运动。振荡的原子就像手表上的指针，只不过手表上的指针以惊人的速度跳动。这种设计的原子钟精度极高——目前一代的原子钟数十亿年也不会丢失一秒。
这种精度使它们非常适合进行微小、精确的测量，包括可能用于测量暗物质。在没有暗物质干扰的情况下，光学晶格原子钟中的原子会以预期的频率振荡。暗物质的存在会通过暗物质粒子与普通物质之间的相互作用来影响这个频率。任何观察到的频率下降或升高都将是暗物质存在的证据。
建立网络
在这项研究中，研究人员使用了四台光学晶格原子钟，分别位于科罗拉多州、法国、波兰和日本。这是首次建立由这些原子钟组成的网络。该研究的负责人、物理学家 Piotr Wcisło 在邮件中表示，通过在网络中拥有多个原子钟，科学家们可以进行更多的观测，并有助于排除仅有一个数据源带来的部分噪声。
网络的第一个版本让研究人员能够对任何暗物质相互作用可能产生的预期效应的大小进行更严格的限制。也就是说，他们还没有找到任何东西，但他们正在缩小搜索范围。
这项工作已在《科学进展》杂志上详细介绍。
[更新：本报道已更新，以包含暗物质的正确定义。]
