暗物質的直接探測與間接探測（direct vs indirect detection）

如果暗物質由粒子構成、時刻在穿過我們，那我們究竟怎樣才能捉到一個幾乎從不碰觸普通物質的粒子呢？物理學家採用兩條互補的策略，外加一條以求完備。直接探測試圖感知一個暗物質粒子撞上普通原子的那個罕見瞬間。間接探測則尋找暗物質粒子在太空中相遇並相互湮滅時可能放出的微弱信號。（第三條路是設法在對撞機裡製造暗物質；那更屬於加速器物理。）

直接探測就像布下一個安靜得出奇的陷阱，然後守候。實驗把一罐冰冷的液氙，或者一塊晶體，安放在地下深處——山體下面，或礦井裡——好屏蔽掉宇宙射線。然後它們守候著暗物質粒子輕輕撞動單個原子核所帶來的那微小而罕見的一震，它會表現為一道微弱的閃光，或一縷輕微的熱。難處在於，普通的放射性和零散的粒子會模仿出同樣的信號，所以這類實驗是有史以來屏蔽得最煞費苦心、材料最純淨的實驗之一。間接探測則相反，它仰望天空：如果兩個暗物質粒子發生湮滅，可能產生一陣伽馬射線、反物質粒子或微中子，於是望遠鏡和微中子天文台便搜尋這些信號的超量，看它們是否來自暗物質本該聚集的地方，比如銀河系中心或太陽核心。

到目前為止，兩種途徑給出的都是上限，而非發現：對暗物質交互作用強度一道比一道更嚴的天花板，但沒有任何確認的信號。即便沒有發現，這也是實實在在的進展，因為它排除了一整類一整類的理論。幾十年的搜尋一無所獲，這件事本身正在塑造物理學家最看重哪些暗物質候選者，把注意力推向更輕或交互作用更弱的可能性。