暗物質探測器發現潛在假想粒子
2020-06-19 中國科學報作者|徐銳
XENON1T是位於義大利格蘭薩索國家實驗室的暗物質探測器。圖片來源：ENRICO SACCHETTI
近日，有物理學家宣布尋找到了神秘暗物質粒子，從而引發了一場媒體炒作風波。
《科學》對此事件做了報導，並表示，該研究小組並未排除其他可能性。
自2006年起，XENON國際合作組織在義大利格蘭薩索國家實驗室建造了一系列用於尋找暗物質的探測器，其中運行著全球最靈敏的暗物質實驗XENON1T。
暗物質研究中最主流的模型是一種被稱為弱相互作用大質量粒子（WIMP）的粒子。
XENON1T中有3.2噸超純液氙，其中2噸用於碰撞。
一旦WIMPs與探測器中一個氙原子發生碰撞，就會產生光電信號被探測器捕捉記錄下來。
物理學家預期碰撞會產生232個信號，但最終實驗出現了285個信號，多出來53個。
因此，XENON研究小組的物理學家在線研討探測器觀測到的來源不明的意外結果時，推測其或為來自太陽的新粒子——軸子（一種假想的亞原子粒子）。
但是由於證據不足，XENON研究小組並未蓋棺論定。
美國普渡大學物理學家、XENON研究小組成員Rafael Lang解釋道：「我們所報告的是探測器得到了一些出乎意料的東西，但還沒人知道它究竟是什麼。」
幾十年來物理學家都沒有發現任何標準模型難以預測的東西，因此出現新粒子的可能讓他們興奮不已。
但其他實驗人員反應則相對謹慎，因為在人類暗物質探索歷史中充滿了誘人的暗示，它們往往在吸引了科學家注意後，隨著更多數據的出現而被證偽消失。
此次發現的新信號和此前發現的許多錯誤信號類似：當能量剛好超過探測器工作的閾值時，就會有一系列無法解釋的事件產生。
美國芝加哥大學物理學家、暗物質「獵手」Juan Collar說：「閾值區域是最難界定的。」
此外，中微子或者探測器內部的氚汙染也都有可能導致探測器出現意料之外的現象。
不過，迷霧很快就能撥開。XENON的研究人員已經在調試一種升級版本的探測器——XENONnT，其中將包含數噸純液氙。美國的其他研究人員也正在研製一種同樣大的液態氙探測器。如果這些探測器也觀測到相似的結果，支持奇異粒子身份的證據會更多。但是，這個有趣的信號也有可能會和歷史上的其他錯誤信號一樣被證偽消失。
《中國科學報》 （2020-06-19 第1版 要聞）
編輯 | 趙路
排版 | 志海
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圖片來源：ENRICO SACCHETTI 近日，有物理學家宣布尋找到了神秘暗物質粒子，從而引發了一場媒體炒作風波。 《科學》對此事件做了報導，並表示，該研究小組並未排除其他可能性。 -
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