物理学家和遗传学家联手利用 DNA 建造银河系暗物质探测器

寻找暗物质可以说是目前正在进行的最大规模的科学探索——即使科学家们已经接近难以捉摸的希格斯玻色子——但找到它并不容易，因为物理学家无法看到或测量这种物质，甚至无法确定它是否存在（毕竟，目前它还只是理论上的）。为了找到它，天体物理学家和遗传学家正在齐心协力，建造我们近年来遇到的最离奇的粒子探测器之一：由 DNA 制成的暗物质探测器。

许多物理学家都同意，根据我们最好的宇宙模型，暗能量一定无处不在，作用于星系和星系团，甚至在地球绕太阳旋转时将其包裹起来（地球在绕银河系中心旋转时正慢慢向天鹅座移动）。如果是这样的话，那么地球应该迎面迎上一股暗物质的逆风，而在其身后留下一股暗物质的顺风，因此随着地球全天旋转，暗物质信号应该会发生变化。

因此，一个由密歇根大学天体物理学家凯瑟琳·弗里斯和哈佛大学的乔治·丘奇（一位以基因组测序等工作而闻名的著名遗传学家）组成的团队正在合作开发一种新型定向探测器，旨在利用 DNA 捕捉暗物质粒子的移动方向。

探测器的工作原理是将多条单链 DNA 悬挂在薄薄的金片上，在金片的冠层正下方形成一片悬垂 DNA 链“森林”。当暗物质粒子撞击冠层中的重金原子核时，这些原子核会被撞松，并撞破下方的 DNA 森林，切断 DNA 链并在“森林”中开辟一条道路。被切断的 DNA 链会落到下面的收集板上；由于每条链的位置和序列都是事先记录下来的，因此快速分析哪些链被切断可以了解金原子核如何穿过森林，以及每个原子核如何被暗物质粒子击中。

换句话说，这种探测器既能显示暗物质的存在，也能显示其进入方向。此外，与当今许多试图寻找暗物质的暗物质探测器不同，这种传感器阵列不需要超冷，也不需要很大——一平方米的阵列可能就够了。但建造一个一平方米的悬垂单链 DNA 阵列以及收集和分析断链的功能性方法也存在很多问题。这并非易事，但如果丘奇、弗里斯和同事们能解决这个问题，他们可能会获得诺贝尔奖。

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