在地底下3300呎的實驗室中，Paling在尋找宇宙中最難以捉摸的物質之一：wimp。

Wimp是大質量弱相互作用粒子(Weakly interacting massive particles）的縮寫名稱，一般認為，它最有可能是暗物質（dark matter） 的構成物，而暗物質可能是整個宇宙中 95%的形成物質。照理來說，這麼「大」的物質應該很容易被觀測到，但暗物質卻無法被觀測。儘管如此，暗物質仍透過星球、星系之間巨大的引力，讓科學家知道它的存在。

「20年來，礦工們一直問我『找到了沒』，而20年來，我也一直都回答『沒有』。這讓他們感到相當困惑。」Paling說。《華爾街日報》報導，Paling是英格蘭 Sheffield大學天體物質物理學家，從1989年就在英格蘭東北部的Boulby礦坑中尋找暗物質的存在。

解開暗物質的祕密，是天體物理學家們最重視的課題，因為它是了解宇宙的成形、規模，及它命運的關鍵。了解究竟有多少暗物質存在，可以讓我們知道，宇宙是否會繼續擴張，還是擴張至某個程度後崩毀，抑或是不斷長大然後停止擴張？它也可以幫助我們了解，地球所在的銀河系如何生成，與可能如何進化。

但這個任務相當困難。Wimp幾乎不會與如原子等的一般物質作用，每秒可能有數十億的wimp從太空射入地球，但它們不會砸到任何東西。由於wimp的移動速度緩慢，它的訊號也很微弱，偵測器必須安裝在地底深處，才能不受地表上其他宇宙射線的干擾。

在英國、義大利、西班牙、法國與美國，科學家們早已展開尋找wimp的活動。到了今年 4月，科學家們間的競爭更形激烈，因為在義大利Gran Sasso山區中工作的科學家宣稱他們找到了來自太空暗物質的信號，不過結果是頗具爭議的。

而最新一批加入研究的科學家來自歐洲核子研究組織（European Organization for Nuclear Research；CERN），他們正是在日內瓦郊外運作大型強子對撞器實驗的科學家。CERN的科學家希望透過另一種方式找到暗物質存在的證據：讓次原子粒子高速對撞，看看是否會有任何wimp產生。

哪邊的科學家會先找到wimp？「要看大自然加惠於誰。」一位在美國 Argonne國家實驗室與CERN工作的粒子物理學家Tom Le Compte說。

在英國的研究計畫比較特別，因為科學家的工作地點是在一個正在開掘的礦坑中。對仰賴精確測量，又超級乾淨、超級敏感的儀器來說，這是個很困難的實驗環境。

Boulby這個鹼水礦坑已經開採35年，位於英格蘭東北部海岸線，底下黑暗、充滿灰塵的坑道綿延 620哩長，其中還有幾個坑穴位於北海下方。

剛開始，Paling與他的同事在礦坑中設置了一座非常基本的wimp探測儀。2003年，一筆 200萬英鎊（約 310萬美元）的資金到位，使他們可以在底下建設一座完善的實驗室，並安置許多精密的儀器。

一天早晨，Paling穿戴上礦工的裝備─連身衣、靴子、安全帽、照明燈與口罩，搭乘電梯從豎境往下去。當他與同事走到實驗室時，一輛髒兮兮、外殼上都是鹽結晶的車子，正載著一車礦工前往距離30分鐘外的開鑿區。

Paling向上指指並說，「雖然感覺不到，但跟地面上相比，在這裡只有百萬分之一的宇宙射線能碰到你。我們希望有些射線會是wimp。」

這個暗物質研究室是個窄長的箱子，由鋼索懸掛在洞穴中。在這地下礦坑裡，有些地方溫度可以高達攝氏40多度。營運礦坑的公司 Cleveland Potash Ltd.發言人 David Pybus打趣說，因為這裡離地獄很近。

在距離實驗室較遠的坑道中，一台遠端遙控的開鑿機正轟然作響地工作著，隨著它挖掘坑道壁面，土石和鹽結晶噴得到處都是。

為了避免這類的污染，實驗室由許多道門所保護，還裝了抽風機。而對這個實驗而言，不可或缺的重要角色之一，就是拿著水桶和拖把的清潔阿姨。

大部分的wimp偵測儀都含有指標物質，通常是一種對特別波長敏感的液體或固體。在Boulby的其中一台偵測儀，用的是二硫化碳氣體。希望當來自太空的wimp穿透附近的岩石時，運氣好的話會擊中偵測儀內指標物質粒子，再藉由研究對撞資料，來判斷擊中的粒子是wimp還是其他東西。

這是真正具挑戰性的部分。因為雖然能穿透到礦坑裡的宇宙射線己很少，但偵測儀會偵測到來自實驗室內各種材料所發出的信號波，甚至包括偵測儀本身的信號波。Paling和他的同事，希望能把這些外部影響降到愈低愈好。

Boulby還有一部名為Drift II的偵測儀，是用以測知軌道方向的，它被特別設計來測知wimp流動的方向。因為當地球以地軸為中心自轉、和以太陽為中心公轉時，wimp的流動方向應該有時候是朝正面而來，有時候是朝背面而來。

如果科學家能夠測知其規律，就成了wimp存在的另一有力證據。因為這種會改變方向來源的信號，不可能是來自實驗室內的其他材料。

Paling觀察著電腦螢幕上所紀錄的一連串粒子對撞資料，通常他並非監看儀器的即時資料，而是檢視由電腦編譯後的紀錄。他首先排除的是 Alpha粒子，從波幅就可以看出來。再來又排除了 Gamma粒子，看來今天還是沒找到wimp。

如果科學家擁有夠精密的偵測儀，可以完全捕捉到所有可能是wimp與物質互動的波長，但卻還是找不到這種物質的話，這可能意味著wimp根本不存在，而一般關於宇宙的基本觀測概念也得重新翻盤。

Paling說，雖然有時心中也有疑慮，但當他觀察銀河，看到它以可能拋出大量物質的10倍速旋轉著時，他又會深信，wimp一定存在。

(黃 欣)