海因里希·海涅杜塞尔多夫大学 HD+分子离子(黄色和红色成对的点:质子和氘；电子未示出)悬浮在原子离子(蓝点)之间的超高真空中，这些原子离子使用激光束(蓝色)固定
电磁波(红棕色圆盘)导致分子离子旋转
另一束激光束(绿色)记录了这种激发的证据
这幅画没有按比例绘制
荣誉:HHU /阿里甘巴里、汉森、席勒 宇宙主要由一种尚未被理解的新物质和能量形式组成
这种“暗物质”和“暗能量”不能用肉眼或通过望远镜直接看到
天文学家只能根据星系的形状和宇宙的动力学间接提供它们存在的证据
暗物质通过引力与正常物质相互作用，这也决定了正常可见物质的宇宙结构
目前还不知道暗物质是否也通过其他三种基本力——电磁力、弱核力和强核力——或一些附加力与自身或正常物质相互作用
即使是非常复杂的实验到目前为止也无法检测到任何这样的相互作用
这意味着如果它真的存在，它一定很弱
为了进一步阐明这个问题，世界各地的科学家正在进行各种新的实验，在这些实验中，非重力基本力的作用是在尽可能少的外界干扰下发生的，然后对这种作用进行精确测量
任何与预期效果的偏差都可能表明暗物质或暗能量的影响
其中一些实验是使用大型研究机器进行的，比如位于日内瓦的欧洲核研究组织欧洲核子研究中心的机器
但是实验室规模的实验，例如在杜塞尔多夫，也是可行的，如果设计得最精确的话
在教授指导下工作的团队
HHU实验物理研究所的斯蒂芬·席勒在《自然》杂志上发表了一项精确实验的发现，该实验测量了质子和氘之间的电作用力
质子是氢原子的原子核，较重的氘是氘的原子核，由一个质子和一个中子结合在一起组成
杜塞尔多夫物理学家研究一种不寻常的物体，HD+，部分氘化氢分子的离子
通常包含在电子层中的两个电子中有一个在这个离子中丢失了
因此，HD+由一个质子和一个氘组成，它们只被一个电子束缚在一起，这补偿了它们之间的排斥力
这导致质子和氘之间的特定距离，称为“键长”
为了确定这个距离，HHU物理学家使用他们最近开发的光谱学技术，以11位数的精度测量了分子的旋转速度
研究人员使用了与量子技术领域也相关的概念，如粒子陷阱和激光冷却
从光谱学的结果推导出键长是极其复杂的，因此要推导出质子和氘之间作用力的强度也是极其复杂的
这是因为这个力具有量子特性
这里一定要用到20世纪40年代提出的量子电动力学(QED)理论
作者团队的一名成员花了20年时间推进复杂的计算，最近能够以足够的精度预测键长
该预测对应于测量结果
根据这一一致，我们可以推导出由暗物质引起的质子和氘之间的力的最大变化强度
教授
席勒评论道:“我的团队现在已经把这个上限降低了20多倍
我们已经证明，暗物质与正常物质的相互作用比以前认为的要少得多
至少在实验室里，这种神秘的物质还在继续秘密存在！"
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