粒子对撞实验也能将动态暗物质与WIMPs粒子区分开来。“动态暗物质产生的谱线非常丰富,其中有些和传统理念中的暗物质区别巨大。”亚利桑那州立大学物理学家苏淑芳解释道。苏淑芳正与迪耶纳斯和托马斯合作,试图预测出动态暗物质会在粒子对撞机收集的数据中留下哪些痕迹。
苏淑芳被“暗物质可能由多种粒子构成”的理论深深吸引,开始研究动态暗物质模型。如果真是这样,大型强子对撞机生成的粒子碎片应当会呈现出一种非常独特的痕迹。“这种变化会非常明显,与只有一种暗物质粒子的情况截然不同。”苏淑芳指出,“如果一种暗物质粒子只产生单峰,动态暗物质便会生成多峰、甚至其它奇异特征。”
此外还有衰变问题。构成动态暗物质的各类粒子寿命不同。有的几乎刚刚诞生便会发生衰变,有的则能维持一段时间、在探测器中穿行一定长度,有的则可完全逃离探测器。“就算衰变后仍为暗物质,也会呈现出全然不同的特征。”苏淑芳表示。
苏淑芳正在思索如何用地球上的对撞机探测动态暗物质,库马尔则在思考该模型是否能解释困扰天文学家的另一难题,即太空中的高能正电子过剩现象。暗物质研究人员提出,这些正电子也许是在WIMPs粒子相撞、湮灭的过程中产生的。库马尔表示,问题在于,这一过程产生的正电子能量存在上限,过了这个分界点之后,便应当会停止产生正电子。但天文学家目前仍未找到这一分界点。而动态暗物质产生的正电子能量水平则可能刚好与天文学家的观测结果相符。
当然,动态暗物质只是WIMPs粒子的众多替代理论之一。此外还有SIMPs粒子(强相互作用大质量粒子)、RAMBOs(大质量重子天体强关联星团)、轴子(axions)、六夸克(sexaquarks)等等。在物理学家明确探测到暗物质之前,理论学家还有很多奇思妙想的空间。
“我们只想说,动态暗物质是一套很有趣的模型,并不是说一定比别的模型好。”迪耶纳斯表示,“这一领域仍有很多可能性,而数据终将告诉我们真相。”(叶子)