科學家義大利山下搜尋暗物質，神秘信號出現隱藏重大發現？
2020-06-28 世界頂尖科學家論壇它可能是一把打開宇宙奧秘的鑰匙；也可能只是惱人的背景噪音，一個需要在未來的實驗過程中被校準的東西。
在義大利的山下，一個科學家團隊在搜尋暗物質的過程中，記錄下了一大桶液態氙發出的非常可疑的「砰」的聲音。
地點：義大利中部的Gran Sasso 實驗室。儀器：XENON暗物質計劃的暗物質探測器。圖｜紐約時報
儘管他們並沒有宣稱自己發現了暗物質——反正至少目前還沒有。但是6月17日,實驗團隊在科學預印本平臺發表了一篇標題為《觀察XENON1T中的過量電子反衝事件》（Observation of Excess Electronic Recoil Events in XENON1T），闡述了在探測器內意外發現的過量事件。
對此他們在論文中提出了三種解釋：
1.這可能符合一種被稱為軸子的假想暗物質粒子的特徵；
2.這些數據也可以用中微子的新特性來解釋
3. 一種更普通的可能——信號來自實驗內部的汙染。
這項實驗名為「XENON實驗」，被譽為有史以來對暗物質最敏感的搜索。它是由來自24個不同的國家和27個機構的160名科學家合作進行的。合作中也有大約70名研究生。所使用的工具是一個3500公斤的液態氙探測器。
XENON實驗使用一個3500公斤的液態氙探測器，來尋找難以捉摸的暗物質。圖｜xenon1t.org
在論文中，科學家們指出，如果這個信號是真實存在的，並且具有持續性，那麼它很可能能夠證明一種被稱為軸子的亞原子粒子的存在。
在組裝中的暗物質探測器。圖｜astronomy now
物理學的大發現？
如果真的是證明了軸子存在的話，那麼這就是前所未有的大發現了！
因為儘管長期以來科學界認為軸子在保持自然界對稱方面起著至關重要的作用，但是它從來沒有被直接或者間接地探測出來。
XENON實驗的一部分參與者在義大利Gran Sasso實驗室的一次會議上。圖｜PPUPDUE University
軸子是來自粒子物理學標準模型之外的未經證實的假設性超輕粒子，該模型描述了亞原子粒子的行為。理論物理學家在20世紀70年代首次提出了軸子的存在，以解決制約強力的數學問題，強力將稱為夸克的粒子結合在一起。但軸子後來成為暗物質的流行解釋。
暗物質這種神秘的物質佔了宇宙質量的85%，卻不發出光。而它的本質究竟是什麼，目前也沒有人可以下定論。迄今為止，科學家們都只觀測到了暗物質的間接證據，尚且沒有對暗物質粒子確定並且直接的檢測到。
XENON實驗的領導者之一的哥倫比亞大學的物理學教授埃琳娜·阿普羅（Elena Aprile）說：「這並不是暗物質，但是如果發現一種新的粒子將是非常驚人的。」
XENON實驗的科學家們也在一份聲明中表示，如果探測到軸子將 「在我們對於基礎物理和天體物理學現象的理解上都產生重要的影響」。
XENON1T的光傳感器。圖｜Xenon Collaration
儘管正如論文的共同作者埃文·肖克利（Evan Shockley ）在一封公開郵件中強調的那樣：「我們都需要非常清楚我們所報告的只是觀察到的『過度』（相當重要的一個），而不是任何形式的『發現』」，但是科學界仍然為之沸騰。
麻省理工學院教授、2004年諾貝爾獎物理學獎獲得者弗蘭克·維爾澤克（Frank Wilczek）是最早提出 &34;的物理學家之一，維爾澤克同時也是世界頂尖科學家協會指導委員會成員。他注意到了論文中所有的事先聲明，但是仍然作出了高度的評價：「這無疑是有趣的，物理學界也將熱切期待進一步的發展&34;軸子&34;強CP問題&34;自旋&34;發現&:~:text=The%20Standard%20Model%20is%20the,of%20additional%20particles%20as%20well.
4. Live Science, What Is the Strong Force?
https://www.livescience.com/48575-strong-force.html39;axions',
https://www.livescience.com/first-evidence-for-axions-xenon.html
9. BBC, Dark matter hunt yields unexplained signal
https://www.bbc.com/news/science-environment-53085260
延伸閱讀
作者：Kai
責編：小文、羽華
相關焦點
-
宇宙深處傳來異常信號，恰好被國外團隊接收，其或與暗物質有關
儘管早在上個世紀就已經有科學家提出了「宇宙大爆炸」模型來解釋宇宙的形成，但支撐這一理論的許多假設性物質目前尚未被發現，暗物質就是其中主要的一種。據國外媒體報導，義大利格蘭薩索國家實驗室在搜尋暗物質方面有了重大發現，根據該實驗室研究人員的說法，他們已經在專門用以探測暗物質的探測器XENON1T中發現了異常信號，而該信號是暗物質粒子的可能性比較大。 -
地球接收到神秘信號,科學家認為與暗物質世界有關
在不斷膨脹的過程中，宇宙開始逐漸充滿各種物質。宇宙中有兩種物質。一種是我們可以觀察到的亮物質，另一種是很難檢測到的暗物質，它佔據了至少85％的宇宙。自上世紀初以來，科學家首次發現了宇宙中的暗物質。多年來，人們一直在尋找有關它的線索。但是，在暗物質領域的研究仍收效甚微。不久前，來自義大利的一組科學家表示。 -
暗物質粒子或被科學家發現，不明信號揭示出軸子，新發現讓人驚嘆
當然，想要揭開宇宙終極奧秘，就需要了解宇宙中最神秘的一種物質，這就是我們耳熟能詳的暗物質。 最近科學家在研究暗物質方面有了全新發現，很可能會揭示暗物質的狀況。神秘的現象。從目前的研究來看，已經有幾種暗物質粒子，成為候選者。雖然科學家不知道，他們主要的物理特點，但是科學家從一些蛛絲馬跡中，找到了暗物質軌跡。這次科學家研究發現，並不是以往暗物質的研究主力WIMP，因為科學家覺得這種物質更加難以捕捉，因此科學家這次全力研究軸子。軸子是一種質量比WIMP要低得多粒子，只有1μeV~1meV。 -
神秘信號來到地球，研究者認為：可能和暗物質世界有關
，但是卻佔據宇宙至少85%以上的暗物質。自從上個世紀開始，科學家們第一次在宇宙中發現了暗物質的身影，多年來，科學家們一直都在尋找它的蛛絲馬跡，不過，在暗物質領域的研究卻仍然收效甚微。前段時間，來自於義大利的科學家團隊表示，通過研究，他們接收到了一個神秘的信號，這個神秘信號來自於宇宙之中，而且還是專門用來探測暗物質的儀器設備接收到的，這意味著，這個神秘信號可能是從暗物質世界發出的。 -
科學家利用銀河系尋找暗物質
惰性中微子，3.5keV線，銀河系的新發現能為我們揭開暗物質的神秘面紗嗎？科學家們認為暗物質在銀河系中心周圍產生了一個明亮的球狀x射線輻射暈。雖然研究遙遠星系神秘信號的科學家們並沒有如他們所願發現暗物質。但是他們用來探測這種奇怪信號發明的新技術，即利用我們自己的星系來尋找暗物質的技術，可能會提升對這種令人難以捉摸的物質的搜尋機率。 -
歐洲核子研究中心繼續搜尋「暗光子」 希望能發現暗物質的「蛛絲馬...
據外媒報導，暗物質是一種似乎滲透到宇宙中的神秘物質，但由於它不經常與常規物質相互作用，因此檢測它是棘手的。科學家此前已經縮小暗物質粒子篩查範圍，將一些疑似暗物質粒子排除在外。歐洲核子研究中心的實驗已經排除了某些類型的暗光子，使他們更接近尋找難以捉摸的暗物質。 -
暗物質探測器發現潛在假想粒子
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。 -
暗物質研究獲得重大發現,或許揭開暗物質之謎,甚至解釋宇宙起源
暗物質是宇宙中最神秘的一種自然現象，通過科學家的研究和判斷，他們認為宇宙中暗物質站到了所有物質比例的85%以上，如果將所有的愛物質全部統計在內的話，科學家甚至認為會超過90%左右。由此我們能夠看出暗物質的研究對於宇宙的研究意義重大，因為暗物質很可能就是宇宙的終極答案。 -
科學家發現了暗物質粒子
我們知道，暗物質佔據了宇宙中85%的物質、四分之一的總質量，它們的存在讓星系得以形成，並在運動過程中保持穩定。但是，暗物質究竟是什麼？對於這個關乎宇宙組成的根本性問題，科學界至今沒有明確的答案。在這個理論中，暗物質是一類可以參與弱相互作用，靜止質量超過1GeV的大質量粒子。WIMP理論受物理學家歡迎的一個重要原因是，它可以很好地解釋觀測到的暗物質密度。為了搜尋這類粒子，各國物理學家已經做了不少嘗試。例如，中國的「悟空」號暗物質衛星，正是在超過10GeV的能段上尋找異常的伽馬射線信號——這樣的信號，可能來自WIMP之間的碰撞。 -
悟空衛星重大發現:師傅,我們找到暗物質粒子了
在中國科學院27日召開的新聞發布會上，我國暗物質粒子探測衛星「悟空號」首席科學家常進對外宣布了這一重大消息。對於公眾普遍關心的暗物質探測話題，這一發現意味著什麼？根據人們已知的物理規律，來自宇宙空間的粒子能譜（能譜指的是粒子數目隨能量的變化情況）有其特定的分布，一般是隨著能量升高其數目逐漸下降。如果能譜出現異常，便意味著可能有新的物理原因。 -
暗物質的希望?人類利用銀河系「反推」暗物質的存在!
暗物質是科學家猜想的一種未被證實的物質，而這種物質的存在可以解釋許多我們無法解釋的現象，但是暗物質始終未能被觀測到。近日，科學家計劃利用銀河系來反推暗物質的存在，暗物質真的會被觀測到嗎？為什麼科學家會從銀河系入手？因為科學家們認為暗物質在銀河系中心周圍產生了一個明亮的球狀x射線輻射暈。 -
暗物質探測器發現潛在假想粒子
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。 -
主流科學認為暗物質是構成宇宙質量85%的神秘物質,它存在嗎?
暗物質是什麼？ 科學家在大量天文學觀測中發現了疑似違反牛頓萬有引力的現象，這時科學家提出了暗物質的理論，暗物質是可能存在於宇宙中的一種不可見的物質，它可能是宇宙物質的主要組成部分，但又不屬於構成可見天體的任何一種已知的物質。 -
主流科學認為暗物質是構成宇宙質量85%的神秘物質，它存在嗎？
暗物質是什麼？科學家在大量天文學觀測中發現了疑似違反牛頓萬有引力的現象，這時科學家提出了暗物質的理論，暗物質是可能存在於宇宙中的一種不可見的物質，它可能是宇宙物質的主要組成部分，但又不屬於構成可見天體的任何一種已知的物質。在假設暗物質存在的前提下，科學家對於觀測到的天文學現象，能夠很好地加以解釋。 -
科學家們尋找引力波背景和暗物質的答案越來越接近
科學家們越來越接近尋找引力波背景和暗物質研究人員在本周舉行的第237屆美國天文學會會議上報告說，天文學家們可能越來越接近於發現尚未隱藏的宇宙秘密，如暗物質的性質和空間中普遍存在的扭曲現象。通過監測14個脈衝星自旋的微小變化，研究人員可以估計這些脈衝星運動的速度，從而推斷出暗物質對它們施加的引力。科學家們發現，在整個銀河系中，暗物質的平均數量可能略低於先前的估計。查克拉巴蒂說，研究人員還計算出地球體積中暗物質的量只有1.63磅（740克）。她補充說，這些發現反過來又有助於目前尋求直接檢測暗物質的實驗"嘗試並理解暗物質粒子的本質"。 -
如何找到暗物質粒子?
在地球上被埋了5億年的礦物質可能是解開暗物質第一個證據的關鍵。密西根大學的一個物理學家小組提出，這些礦物質可能含有早期與暗物質碰撞留下的古代痕跡。該研究小組認為，諸如巖鹽（氯化鈉）和扎布耶石（碳酸鋰）等礦物可以輔助尖端暗物質探測器，來幫助科學家探測暗物質。什麼是暗物質？ -
浩瀚宇宙，神秘的暗物質之謎
最近的天文觀測和膨脹宇宙論研究表明，宇宙的密度可能由約70%的暗能、5%的發光和不發光物體、5%的熱暗物質和2094的冷暗物質組成。也就是說，宇宙中競有九成是看不見的暗物質，其中可能包含宇宙早期遺留至今的。一種看不見的弱相互作用的重粒子——冷暗物質正是支持腳脹宇宙論的關鍵。正因為宇宙中的暗能、暗物質至今尚未被發現，所以科學家們給我們留下了一系列關於宇宙中的暗物質問題的謎團。 -
11個有關暗物質未解之謎：為你揭開暗物質的神秘面紗
因此他提出，這些星系中也許存在某種看不見的物質、即暗物質，通過引力拉動星系旋轉。 此後，研究人員證實了宇宙各處都存在這種神秘物質，並且其總量多達構成恆星、人體等普通物質的六倍。然而，儘管我們知道宇宙中存在暗物質，它們仍令科學家大傷腦筋。本文將為你介紹11個有關暗物質的未解之謎。 -
「創作開運禮」什麼是暗物質?為什麼還沒有人發現它?
這些看不見的物質被稱為「暗物質」，科學家們通過一些世界上最大、最昂貴的實驗來尋找它。一次又一次，這些實驗空手而歸。最近，氙氣實驗的科學家們在經過9個月的搜索後，沒有找到他們想要的信號。氙氣實驗是一種非常敏感的液態氙氣。世界上最大的粒子加速器大型強子對撞機（位於瑞士日內瓦）也沒能找到任何東西。所以，你可能會想，我們在找什麼，為什麼？ -
科學家發現一暗物質星系 99.99%物質神秘未知
中國日報網8月26日電 據美國《華盛頓郵報》8月25日報導，科學家近日新發現了一個暗物質星系，其內部物質99.99%是神秘、未知的暗物質。這個星系名叫「蜻蜓44」，距離地球大約3億光年。「蜻蜓44」的質量和銀河系相當，但其能量僅有銀河系的1%。科學家推測，「蜻蜓44」只是眾多暗物質星系之中的一個。