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暗物质探测数据分析指向太阳轴子

2020-06-19 09:25:43    来源:科技日报    编辑:

  科技日报北京6月18日电 (记者刘霞)据美国《科学》杂志网站17日报道,旨在搜寻暗物质踪迹的XENON合作组今天在一个在线研讨会上报告,他们对XENON1T暗物质探测器此前收集的数据开展分析,发现了几十个奇特的事件,分析发现这些信号最有可能是太阳发出的“轴子”的“蛛丝马迹”,尽管此结论不足以宣称为一项“发现”,但仍值得重视。

  据信暗物质占据宇宙85%的质量,虽然它不发光,也不吸收光,但对恒星和星系的引力影响为其提供了强有力的间接证据。自2006年以来,XENON团队就在意大利格兰萨索国家实验室建造了一系列探测器搜寻暗物质。科学家曾假设暗物质粒子为“弱相互作用重粒子(WIMP)”,但一直未曾获得令人信服的证据。但探测器可以分辨出质量较轻的粒子,这些粒子会与探测器内液态氙原子中的电子碰撞并弹开。

  最新的XENON1T探测器从2016年下半年一直运行到2018年。芝加哥大学物理学家埃文·肖克利在研讨会上说,他们在特定能量区域内看到了285个此类电子反冲事件——此前预测仅有232个。多出的53个事件的置信度为3.5个西格玛,虽然不足宣称为一项“发现”(置信度需达5西格玛),但足以引起人们的注意。

  研究人员称,详细分析表明,最新事件背后的“幕后黑手”可能是被称为“轴子”的一种假想粒子。科学家为解决强核力理论中的问题而提出轴子,它也被认为是一种暗物质候选粒子。研究指出,为解释XENON1T中的信号,这些轴子必须重达几千电子伏特,这么重的轴子无法解释暗物质,但可能来自太阳内部的核相互作用。

  肖克利表示,多余事件也可能由磁性比粒子物理学标准理论预测的更强的中微子产生。此外,信号也可能来自探测器内的氚污染。氚是氢的放射性同位素,会通过“吐出”电子发生衰变,产生“噪音”。

  科学家或许很快就可以揭示真相!XENON合作组正在调试更大的探测器XENONnT;其他团队正在使用同样大小的液态氙探测器开展研究。如果这些探测器也看到了某些事件,那么会大大提高发现新粒子的可能性。

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