在一個極其敏感的暗物質搜尋實驗中，出現了一個神秘的信號。經過一年多的努力，科學家們相信他們看到的是「雜音」，他們認為可能發現了一些新的東西。
今天，氙氣暗物質實驗背後的科學家們，報告了他們通過數據搜索與探測介質中電子相互作用的粒子的結果。他們發現了與檢測器的相互作用超出粒子物理學標準模型所預測的證據。 他們還不知道是什麼引起信號； 這可能是罕見但平凡的事件，也可能是其他未知物理學現象的證據。
蘇黎世大學粒子天體物理學家蘿拉·鮑迪斯（Laura Baudis）對Gizmodo表示：「我們正在竭盡所能尋找可能的東西。」 她解釋說，蘇黎世大學研究員米歇爾·加洛韋熬夜至深夜，以便與芝加哥大學研究生埃文·肖克利和加利福尼亞大學聖地牙哥分校學生Yejingqiang Ye一起完成分析。
氙氣暗物質實驗（XENON1T）是一個含有3.2公噸氙元素的實驗，它被深埋在義大利INFN Nazionali del Gran Sasso實驗室的一座山內，該實驗室收集了2016年至2018年的數據。實驗裝置坐在那裡，等待幾乎不與物質相互作用的粒子對氙核或其電子造成輕微撞擊，實驗牆壁上傳感器釋放出探測到的微小閃光。
氙氣暗物質實驗合作組織的科學家們希望揭示暗物質的真實身份，暗物質是一種神秘的物質，其引力被認為是宇宙的支架，但遺憾的是，我們的粒子物理學理論無法解釋。到目前為止，實驗數據還沒有揭示出任何新的物理現象。
但是，根據今天發表在XENON1T網站上的文章，從2017年2月到2018年2月的數據顯示，與氙電子的低能相互作用出乎意料地過剩了285個事件，而不是預期的232個事件。
物理學家們假設了各種可能的過剩來源，用數據來檢驗他們的觀點。他們找到了三個最有可能的來源：
也許是一個未觀測到的理論粒子，叫做軸子，在從太陽出發後撞擊了探測器。也許中微子粒子的一個特性，叫做它的磁矩，比之前預測的要高。或者，也許它們只是發現了一個未知的背景輻射過程，叫做氚的氫同位素的衰變。只有少量的氚原子散布在兩噸原本超純氙中，才可能產生這個信號。
軸子是理論上的低質量粒子，旨在解決一個稱為「強CP」問題的物理問題，該問題問為什麼當用帶有相反電荷的鏡像替換它們時，稱為夸克的亞原子粒子遵循相同的物理定律。如果軸子真的存在，那麼科學家們預測太陽會在其核心產生軸子，而且我們可能能夠從地球上探測到它們。軸子也是解釋暗物質的候選粒子。
通過探測器的太陽軸子看起來最像研究人員觀察到的信號，具有3.5西格瑪的顯著性，這意味著觀察到的信號有99.98%的可能性不是由典型的物理過程所引起。然而，波迪斯說，引入氚衰變作為另一個背景過程會降低2西格瑪的重要性，或者說典型的物理相互作用加上衰變的氚不會導致信號的95%的可能性。更多的數據可以很容易地消除這種波動，過去也有過這種波動。粒子物理學家力爭達到5西格瑪重要性，以便宣布這一發現。
其他物理學家對分析中的大量工作和思想以及探測器的極端靈敏度印象深刻，但他們敦促對結果的解釋要謹慎。加州大學伯克利分校（University of California，Berkeley）教授鮑勃雅各布森（Bob Jacobsen）對Gizmodo說：「他們在了解自己的背景方面做得非常好。」但他指出，這裡根本沒有太多數據可供參考。「這只是非常有趣的暗示。」
西班牙扎爾戈扎大學的物理學家哈維爾·雷東多，在一封電子郵件中告訴Gizmodo，這個信號看起來就像是太陽軸子穿過氙氣，但是他說，如果太陽產生的假設軸子粒子產生了這個信號，這意味著軸子和電子之間的相互作用比今天理論預測的要強。
氙氣實驗所暗示的太陽軸子特性，將導致太陽比天文學家預測的更熱，產生的中微子比天文學家觀察到的要多得多。他說，為了讓分析能讓他相信是太陽軸子導致了過剩，他希望看到一個決定的證據信號，比如太陽軸子出現在被稱為太陽磁場望遠鏡的專門實驗中。他說，也許是其他未知粒子造成了這個信號。
揭開信號的真正原因需要更多的工作。一系列類似的實驗，如南達科他州桑福德地下研究設施的LZ實驗和中國四川錦屏地下實驗室的PandaX實驗，可能會隨後進行自己的分析，看看是否發現了相同的信號。氙氣實驗很快就會升級為氙氣實驗，現在有更多的液態氙氣，物理學家可以重複這一分析。當然，氙氣和太陽磁場望遠鏡應該能夠更容易地發現和解釋這個信號，如果信號成立的話。
這就是物理學的方式。 有時，最有趣的信號位於實驗敏感度的最遠範圍，而發生的頻率不足以使物理學家斷言這一發現。儘管我們所有人都希望這些信號最終成為宇宙中一些無法解釋的特徵，但有時它們只是幾個討厭的放射性原子的普通衰變。 目前，物理學家不知道他們探測到的信號是什麼， 他們只能說這肯定很有趣。