暗物質探測數據分析指向太陽軸子

  • 2020-06-20 10:34
  • 來源: 科技日報

  據美國《科學》雜志網站17日報道,旨在搜尋暗物質蹤跡的XENON合作組今天在一個在線研討會上報告,他們對XENON1T暗物質探測器此前收集的數據開展分析,發現了幾十個奇特的事件,分析發現這些信號最有可能是太陽發出的“軸子”的“蛛絲馬跡”,盡管此結論不足以宣稱為一項“發現”,但仍值得重視。

  據信暗物質占據宇宙85%的質量,雖然它不發光,也不吸收光,但對恒星和星系的引力影響為其提供了強有力的間接證據。自2006年以來,XENON團隊就在意大利格蘭薩索國家實驗室建造了一系列探測器搜尋暗物質。科學家曾假設暗物質粒子為“弱相互作用重粒子(WIMP)”,但一直未曾獲得令人信服的證據。但探測器可以分辨出質量較輕的粒子,這些粒子會與探測器內液態氙原子中的電子碰撞并彈開。

  最新的XENON1T探測器從2016年下半年一直運行到2018年。芝加哥大學物理學家埃文·肖克利在研討會上說,他們在特定能量區域內看到了285個此類電子反沖事件——此前預測僅有232個。多出的53個事件的置信度為3.5個西格瑪,雖然不足宣稱為一項“發現”(置信度需達5西格瑪),但足以引起人們的注意。

  研究人員稱,詳細分析表明,最新事件背后的“幕后黑手”可能是被稱為“軸子”的一種假想粒子。科學家為解決強核力理論中的問題而提出軸子,它也被認為是一種暗物質候選粒子。研究指出,為解釋XENON1T中的信號,這些軸子必須重達幾千電子伏特,這么重的軸子無法解釋暗物質,但可能來自太陽內部的核相互作用。

  肖克利表示,多余事件也可能由磁性比粒子物理學標準理論預測的更強的中微子產生。此外,信號也可能來自探測器內的氚污染。氚是氫的放射性同位素,會通過“吐出”電子發生衰變,產生“噪音”。

  科學家或許很快就可以揭示真相!XENON合作組正在調試更大的探測器XENONnT;其他團隊正在使用同樣大小的液態氙探測器開展研究。如果這些探測器也看到了某些事件,那么會大大提高發現新粒子的可能性。(記者劉霞)

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責任編輯:李倩 李國棟

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