轴子

有时提出一种新粒子，并不是为了解释暗物质，而是为了修补一个毫不相干的难题——后来才发现它恰好是完美的暗物质候选者。轴子正是这种幸运的意外。它在 1970 年代被构想出来，用以解决强核力理论中一个微妙的问题（为什么这种力没有破坏一个叫 CP 的对称性，尽管它本可以轻易做到）。这一修补需要一种全新的、极其轻的粒子，它被命名为轴子——据说是取自一个洗衣粉品牌，因为它「清理」了这个问题。

轴子会轻得惊人——也许比电子还轻一万亿倍——而且几乎不与任何东西作用，这正是它从未被看见的原因。但如果轴子曾在早期宇宙中被产生，今天仍会有海量的它们在空间中漂移，运动缓慢、在引力下聚团。换句话说，一个超轻的轴子表现得恰如冷暗物质，尽管逐个来看，它几乎没有重量。一片这样的羽量级粒子之海，可以悄无声息地凑足全部缺失的质量。

搜寻轴子所需的工具与捕猎 WIMP 大不相同。因为在强磁场中，轴子偶尔能转化成一个微弱的射电波光子，实验便在强大的磁体内部使用灵敏的调谐谐振腔，像拧收音机旋钮搜寻微弱电台那样，缓缓扫过各种可能的轴子质量。随着 WIMP 搜寻一无所获，轴子已成为最受积极追逐的暗物质候选者之一，尽管它至今同样尚未被探测到。