http://zhishifenzi.com/depth/depthview/9279?category=depth为了解释银河系的银盘为何能够如此高速旋转，需要用一个巨大的暗物质晕笼罩着银河系，中间蕴藏着的暗物质就给银河系中高速旋转的星系提供了引力势能。如果我们把每颗星（包括太阳系）绕着银河系中心的旋转都观测出来的话，就能把暗物质的分布推算出来。
我们今天知道，在太阳轨道附近暗物质的密度，大约是1/3个质子的质量每毫升！质子的质量是10的负27次方千克。暗物质的密度比空气密度要低21个数量级，1后面要跟21个零！
你可能会问，这么稀薄的暗物质，比空气低这么多数量级，为什么会影响银河系的演化呢？答案是这样的，这样稀薄的暗物质对小尺度肯定没有影响，但是当它聚集到很大、大于银河系的尺度，就可以像粘合剂一样把银河系粘在一起，宇宙才能够形成今天这个样子。
今天，我们真正想了解的并不是暗物质在天文学、宇宙中的表象，我们更想理解暗物质到底是什么？就像我们已知的所有东西，人也好、动物也好，细菌也好，病毒也好，不停往下分，分到最后的话，最后就分成所谓的基本粒子，比如电子、质子这些了。每一个电子长得一模一样，虽然质子并不是最基本的，质子下面还有夸克，但是组成它们的上夸克总是一样的，下夸克总是一样的，也就是存在最小的、不可分割的单元。
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如果暗物质和普通物质之间，除了引力相互作用之外还有一种微观的相互作用，比如上世纪70年代就开始流行的弱相互作用重粒子（WIMP）的理论，这种暗物质的粒子就可以在实验室更加精细的研究。
暗物质本质的研究，就是要给一个最不可分割的暗物质基本粒子来画肖像，了解它的质量是什么样、电荷是什么样（应该为零）、自旋是什么、相互作用的强度是什么，这就是我们想做的研究
总的来说有实验上有三种主要手段，
一种叫做直接碰撞； 这直接探测
第二种是测量他们被“破坏”之后的产物； 间接探测
第三种是在很高能的加速器上把暗物质产生出来 和对撞机探测
今天最主要的部分是讲直接探测。直接探测的原理还是要回到我们上文银河系的图像，即整个银河系是被暗物质的晕包着。
你把暗物质晕可以想象成包着银河系很大的“雾霾”，太阳系就像骑着摩托车的人一样。摩托车以高速相对“雾霾”前进，这个速度大概是光速的千分之一。这样“雾霾”粒子就对着骑摩托车的人有很大的动量。因此对于地球上的探测器，暗物质粒子携带着动量和能量，可以通过普通物质受到撞击以后得到的反冲来测量这种暗物质。
这个简单的原理是1985年由Witten和Goodman提出的想法，寻找暗物质和普通物质原子核相互碰撞以后原子核被踢出去的信号。但如果你发现了这种非常微弱的碰撞之后，你怎么就能说这个信号就是暗物质造成的呢？这就是实验家要做的事，他们不是仅仅在等，他们需要理解什么样的信号是真正来自暗物质和普通物质的碰撞！
那暗物质和普通物质容易碰撞吗？一定很难，要不然今天早已经找到了！可是为什么这么难，就比较难理解了。每一秒钟到底有多少暗物质穿过我们呢？可以做一个数量级估算。因为我们知道暗物质的密度，知道它们的速度，这样就可以算出来，每秒钟有十亿个暗物质穿过人的身体。
而每个人身体中间大概有10到29次方个原子，也有同样多的原子核。这两个数乘在一起，暗物质应当很容易撞到普通物质。可今天我们知道，每年这样的暗物质和每个人碰撞的次数是小于一次，这不是理论推断，而是实验结果！
我们没有看到暗物质，是因为它们同普通物质的相互作用非常非常的微弱！这么微弱的相互作用，寻找是非常困难的。
今天我们所处在的地表环境，身体和环境中间的宇宙射线、伽玛射线等每天都要碰撞十亿次，所以和一年一次的暗物质碰撞事件来比，这些碰撞多得多。因此我们要想办法把探测器藏起来，藏到干扰因素很低的环境中。
去除宇宙射线干扰没有很聪明的办法。目前测暗物质的实验都躲在地底下，通过地表的岩石把来自宇宙中间的高能带电粒子挡住。而对于环境中的伽玛射线，这些射线无处不有，在极深的地下也有，我们需要把探测器层层包裹起来，用熟知的铅、铜材料把伽玛射线挡住。
在过去的十年间，中国在暗物质探测方面有比较快的发展，我国的锦屏地下实验室为这个领域提供了绝佳的机遇。
有了这个地下实验室，中国科学家开始了第一代暗物质实验。其中由上海交大牵头的实验叫“熊猫”实验，或者叫PandaX实验，使用液氙这种靶材料，来探测比较重质量的暗物质。
另外一个是清华大学牵头的，叫做CDEX实验，使用非常纯的锗作为靶材料来探测比较轻质量的暗物质。两个实验都在过去的十年中间有比较快的发展
之所以起这个名字，某种意义上是因为实验身处于四川，Panda又是四川的吉祥物。但是名字的真正意义是几个英文词的组合，Particle AND Astrophysical（粒子和天体物理，因为暗物质本身既是基本粒子particle的问题也是一个天体物理astrophysical的问题），最后这个X就是氙元素英文Xenon的简写
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锦屏第一代PandaX一期的探测器得到了哪些研究成果呢？首先，我们没有并没有看到暗物质。很多人会问，没有看到暗物质是不是说明实验是零结果，或者是属于失败的实验？这个理解是不对的。
打一个比方，当你用望远镜看一个遥远的区域，在区域中间相机曝光很长时间之后，没有看到星星，并不能说黑色区域没有星星，只能说根据这么长时间的曝光量，即使那边有星星，这些星星的亮度一定低于某一个值。这里也是一样，PandaX一期的实验没有看到暗物质信号，不能说明没有暗物质，但可以对暗物质和普通物质碰撞的机率、或者相互作用的强度设一个上限。上限指的是它不可能高于某一个值，高于这个值就应该能看见。
