研究人员正在建立一个由有史以来最精确计时员组成的全球网络，以搜寻暗物质。暗物质是一种无形的物质，研究人员认为它约占宇宙所有物质的六分之五。暗物质的存在是通过它对恒星和星系运动的引力作用而被提出。主要研究作者哥白尼大学物理学家彼得亚雷Wcisło ToruńNicolaus说：然而它仍是一个谜，到目前为止项目从有史以来最强大的核粒子加速器到大桶的寒冷的液态氙未能找到一丝它可能是由什么组成。科学家们已经基本上排除了所有已知粒子作为暗物质的可能解释。
博科园-科学科普：剩下的一种可能性是暗物质是由一种新粒子构成，另一个原因是暗物质根本不是由粒子组成的，而是一个像引力一样遍布空间的场。先前的研究表明如果暗物质是一个领域内部结构可能出现——拓扑缺陷形状像点可能达到至少有一颗行星的大小。这些结构可能是在大爆炸后的混沌中形成的，当早期宇宙冷却下来时，它们基本冻结成稳定的形式。现在科学家们正在通过寻找一些最精确的科学仪器（原子钟）中的扰动来测试暗物质场存在。这些仪器通过监测原子的颤动来计时，就像大钟依靠摆动的钟摆来计时一样。现在原子钟非常精确，每150亿年误差不超过1秒，比宇宙138亿年的年龄还长。
与拓扑缺陷相互作用可以使原子钟的原子暂时抖动得更快或更慢。通过监测一个由原子钟组成的同步网络，科学家们可以探测到这些幽灵般的结构的存在，并测量它们的一些特性，比如它们的大小和速度。研究人员使用光学原子钟，当原子被冷却到接近绝对零度时，用激光束测量原子的运动。他们计算出，通过一个拓扑缺陷可以增加或减少精细结构常数，精细结构常数描述了电磁力的整体强度。这些变化将改变原子对激光的反应方式和时钟滴答的频率。暗物质的另一种可能解释是：它的效应是由场强随时间而变化所引起，而场强的变化又导致电磁场强度的规律性波动。
科学家们指出，理论上，原子钟可以帮助探测这种“相干振荡的经典标量场”。通过分析美国科罗拉多州、法国、波兰和日本三大洲的四个原子钟，研究人员可以发现这些精细结构常数的细微变化，其灵敏度是之前实验的100倍左右。然而，他们没有发现任何与暗物质一致的信号。光学原子钟的主要问题之一是目前只持续大约一天，其中一个原因是光学原子钟需要使许多激光器保持同步才能工作，而且随着时间的推移，至少有一束激光器会失去同步。然而Wcisło指出他们的网络的一个关键优势是不需要时钟同时操作。
博科园-科学科普｜参考期刊文献:《Science Advances》
文：Charles Q. Choi/Space
DOI: 10.1126/sciadv.aau4869
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