暗物質候選人「變色龍粒子」，CERN 軸子太陽望遠鏡搜索未果
宇宙最大奧秘之一是為何它正在加速擴張，物理學家將之歸因於暗能量，並且提出各種暗物質粒子的候選人，其中一種較不為人知的稱為變色龍粒子（Chameleon particle）。現在，歐洲核子研究組織（CERN）團隊報告了搜尋變色龍粒子的第一份研究成果。
21 世紀最離奇的發現之一就是宇宙正在以越來越快的速度膨脹，我們沒有更好的術語可以形容，就暫且將這種推動宇宙膨脹的未知力量稱為暗能量。
目前，物理學家提出可能跟暗物質有關的粒子包括：軸子（Axion）、超軸子（Axino）、大質量弱相互作用粒子（WIMP）、惰性微中子（Sterile neutrino）、瞬子（instanton）、半自旋質量維度一費米子（mass dimension one fermions of spin one half）、暗光子（Dark photon）、黑洞子（Holeum）、變色龍粒子等，其中前 4 種粒子聲勢最高，吸引最多科學家投入研究。
而變色龍粒子由物理學家 Justin Khoury、Amanda Weltman 於 2004 年首度提出，就如其名，這種粒子是種能根據周圍環境改變自身狀態的假想奇異粒子，不過它們改變的不是顏色，而是質量。
在高密度區域（比如地球），變色龍粒子的質量很大，而我們知道在物理世界中，粒子和力是同一枚硬幣的兩面，所以此時變色龍粒子的基本力作用極微弱（小於 1 毫米）；相反地，在低密度區域（比如星際空間）中，變色龍粒子質量會變非常小，但基本力作用極其強大，這種性質使變色龍粒子成為暗物質上等候選人──當然也跟變色龍一樣難搜索。
那我們真的完全沒辦法尋找變色龍粒子嗎？還是有機會。一種想法是變色龍粒子能與光子耦合，並且可被空心容器困住：當它們穿透壁面時，質量會急遽增加並反彈，因此科學家只要將光子引入空心腔室中，就能嘗試捕捉變色龍粒子的細微變化。
同時，變色龍粒子也可能由太陽產生，因此 CERN 一個研究小組決定利用 CERN 軸子太陽望遠鏡（CERN Axion Solar Telescope，CAST）尋找變色龍粒子，望遠鏡上安裝的 KWISP 薄膜探測器可以捕捉任何撞擊膜的變色龍粒子，第一批結果來自 2017 年 7 月為期 10 天（共 90 分鐘）的測試，遺憾的是：團隊未能發現任何變色龍粒子。
但是科學家不灰心，目前找不到並不代表粒子不存在（當然也可能真的不存在），但科學家可以透過這次實驗進一步限制出變色龍粒子的質量上限，讓未來的搜索範圍更精確。
新研究結果可從《ArXiv》網站閱讀。
（首圖來源：NASA）