David Harris 在 symmetry breaking 指出了一篇关于 PAMELA 卫星实验在高能宇宙反质子搜索方面的一篇 论文 和相关的 评论。(“高能”的定义取决于个人成长背景；我们谈论的是质子质量 100 倍的能量。) 给人一种印象，认为这是一个全新的结果，它对 PAMELA 可能探测到暗物质证据的 早期说法 提出了质疑；但这并非事实，因此有必要理清所有细节。PAMELA 卫星是意大利/俄罗斯/德国/瑞典的合作项目，它从轨道上观测高能宇宙射线，并特别关注反物质的存在——主要是正电子（反电子）和反质子。其部分理念是，高能物质粒子可能只是一个长期存在的粒子，被磁场或其他天体物理过程加速到高速；而要产生反粒子，则需要相当高的能量。例如，可能来自暗物质粒子之间的湮灭。在普通非暗物质世界中，确实存在一些高能碰撞，因此你预期会看到一定比例的反物质，但随着能量越来越高，这个比例应该会明显下降。因此，在十月份，该实验连续发布了两篇论文：
对宇宙辐射中高达 100 GeV 的反质子-质子通量比的新测量 作者：O. Adriani 等人 arXiv:0810.4994观测到宇宙辐射中反常的正电子丰度 作者：O. Adriani 等人 arXiv:0810.4995
仔细观察，你会发现第二篇论文的摘要在 arxiv 上有 10 个引用，而第一篇（直到现在！）则没有。原因很清楚：第二篇论文的标题中有“反常”一词。PAMELA 对正电子的测量结果与理论预期存在显著偏差，而第一篇论文中报告的反质子测量结果则与你的预测完全一致。谁愿意写关于符合我们已有理论的观测呢？你可能还记得 PAMELA 正电子结果，当他们在提交论文前的一次讲座引起了轰动，台下的理论物理学家用手机 拍下了数据，并开始撰写相关论文。那些疯狂的理论家。这是与第二篇论文相关的正电子图：
纵轴是总电子+正电子样本中正电子的比例，横轴是能量。红点是数据，黑线是来自普通天体物理过程的理论预测。拟合效果不佳，是吧？在低能量下这并不令人意外，因为“天气”效应，例如太阳活动，会影响低能正电子的观测。但在高能量下，预测应该更可靠，而事实恰恰相反。事实上，正电子的比例随能量的增加而增加，这确实令人费解，但也可能来自暗物质湮灭。有关更多讨论，请参阅 Resonaances。这是第一篇论文中的反质子版本：
这才是我们所说的与数据的吻合；同样，反质子的比例按能量绘制，数据也如预测般上下波动。PAMELA 合作组织将他们的第二篇论文（反常正电子）提交给了《自然》杂志，第一篇论文（行为正常的反质子）提交给了《物理评论快报》。后者刚刚印刷出版，这就是为什么 Simon Swordy 在《物理学》杂志上的评论出现的原因。尽管《物理学》的理念（专家级评论最近发表的文章）很好，但它由美国物理学会赞助，因此声称只有美国物理学会出版的期刊上的文章才是有趣的。而《自然》杂志肯定不是。因此，人们可能会认为反质子结果是对我们正在看到暗物质湮灭观点的打击。它确实是；如果你不了解情况，你肯定会预期在暗物质湮灭中看到反质子的过剩，正如你预期看到正电子的过剩一样。但这并不是一个 *新的* 打击；论文在 arxiv (这才是真正重要的) 上是同时出现的！而且，这不是一个无法挽回的打击。你只需要声明你的暗物质候选者是“疏质子”的，并且喜欢湮灭成电子和正电子而不是质子和反质子。这并非易事，但这就是理论物理学家获得巨额薪水的原因。（没有现成的香槟和鱼子酱，我们怎能期望证明 WIMP 湮灭中不寻常的支化比例呢？）目前最受欢迎的模型是 Arkani-Hamed、Finkbeiner、Slatyer 和 Weiner 的模型，它包含一种在相对低能量下破裂的新规范力。但市场上存在各种模型，而且数量只会增加。最有可能的是，PAMELA 的正电子过剩来自一些可以很好地拟合到粒子物理标准模型中的东西，比如脉冲星。这是我的猜测。幸运的是，未来将会有各种各样的数据帮助我们理清这个问题。
