20世紀80年代,美國和蘇聯的一些科學家提出了暗物質的“軸子”模型。按照這個模型,混沌伊始(宇宙爆炸後不久有一個混沌不分的時期),宇宙就如一壇重子和軸子混合交融的濃湯。後來重子由於輻射能量,慢慢地轉移到團塊中心去了,結果普通發光物質的核被冷子暈包圍,形成了星係似的天體。這個模型簡潔美妙,有人用計算機對這種模型進行了模擬演算,最終得到的宇宙演化圖像與我們今天觀測到的宇宙十分吻合。但這個模型畢竟是假想的產物,它能否成立,還需要更多的實驗來驗證。
從理論上說,冷暗物質粒子應該具有一種質量很重的中性穩定粒子,它不直接參與電磁相互作用,但可以參與弱相互作用和引力相互作用。這種粒子肯定是超出標準模型的粒子,如果能在實驗中直接觀測到這種粒子,將是探討物質微觀世界結構和基本規律方麵的重大突破。中科院高能所參加了由意大利羅馬大學牽頭的意中DAMA合作組的冷暗物質粒子研究。為了避免各種信號幹擾,意大利國家格朗薩索實驗室建在一個高速公路穿過的山洞下,岩石厚度有1000米。中意科學家研製的100千克低本底碘化鈉晶體陣列安裝在意大利格朗薩索國家地下實驗室,經過8年的實驗,科學家們已經探測到這種物質粒子偶爾碰撞碘化鈉晶體中的原子核時發出的微弱光線,並獲得了這種信息的3個年調製變化周期,還據此推算出這種粒子的質量至少是質子的50倍。實驗的初步結果提供了宇宙中可能存在一種重粒子,即冷暗物質粒子的初步證據。
科學家們認為,這種粒子的存在將非常有力地支持膨脹宇宙論和超對稱粒子模型,困擾天文學家70多年的謎團就能澄清,粒子物理、天體物理、宇宙學將會有突破性發展。但實驗中要確認冷暗物質的存在及特性,尚需進一步的觀測數據和可靠證據,我們期待著關於暗物質的一係列謎團早日揭開。