宇宙里藏着大部分我们看不见摸不着的东西，科学家们还在琢磨这到底是啥。就在德州农工大学，有个叫鲁帕克·马哈帕特拉的实验粒子物理学家正忙活着造一些超灵敏的探测器，想把这些神秘的家伙揪出来。这些探测器用到了量子传感器，用来记录粒子极罕见的相互作用。科学家们发现，宇宙中大约95%的存在都由暗物质和暗能量构成，而剩下那5%才是咱们平时能看到的东西。 马哈帕特拉最近在《应用物理快报》上发了篇文章，讲的是他们做的蓝宝石探测器。这种玩意儿既能帮我们找暗物质，也能拿来探测反应堆里的中微子。说到暗物质和暗能量的名字，其实就是因为我们还没搞清楚它们是由啥组成的。暗物质撑着星系的骨架，让它们在巨大的空间里不散架；暗能量呢，就像一只推手，让宇宙一直不停地往外膨胀。简单点说，暗物质是把大家伙连起来的胶水，暗能量却是把它们往外推的力量。 虽然暗物质在宇宙里占了大头（约27%），暗能量更多（占68%），但它们不发光也不反射光，特别难抓。研究人员只好盯着它们对引力的影响看。好在德州农工大学有一帮人在折腾，他们开发的设备灵敏度高得惊人。像TESSERACT这种全球范围的暗物质探测项目，马哈帕特拉团队就是核心成员之一。 马哈帕特拉的技术有一个重要的来源就是他在SuperCDMS项目上的积累。2014年他在《物理评论快报》上写了篇里程碑式的文章，搞出了一种电压辅助的检测法。这让科学家能去研究低质量的WIMPs，也就是那些假想中的弱相互作用大质量粒子。这些WIMPs是目前最有可能是暗物质的候选者之一。 为了TESSERACT项目设计的晶圆也在2022年展示了出来。Mahapatra还带着人写了一篇综述文章，把直接搜索、间接观测还有在碰撞器里找的办法都摆了出来。他觉得单打独斗不行，得不同方法联手才能看清全貌。“没有哪个实验能给咱们所有答案”，他说。 马哈帕特拉团队现在正在制造的探测器还能安装到稀释冰箱里使用。“这东西能把干扰减到最低”，他解释说。之所以要这么麻烦地降温到接近绝对零度，是因为WIMP跟普通物质互动太微弱了。“这挑战大得很”，马哈帕特拉感慨道，“咱们需要能捕捉到一年甚至十年才发生一次事件的仪器”。 科学家们想知道的是到底啥是WIMP。这种粒子通过引力和微弱的核力相互作用，“所以探测它们特别难”，他说。要是真找到了WIMP就能解释宇宙里缺失的质量。为了这个目标，SuperCDMS和TESSERACT这种实验会把晶体抛光到头发丝千分之一的平整度来突破技术极限。“这次研究不光是为了满足好奇心”，他补充道，“要是能探测到暗物质，那就是物理学翻开新的一页”。