「暗物质」极为敏感的暗物质实验发现了一些奇怪的东西物理学家|科学家|探测器

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在一个极其敏感的暗物质搜寻实验中，出现了一个神秘的信号。经过一年多的努力，科学家们相信他们看到的是“杂音” ，他们认为可能发现了一些新的东西。
今天，氙气暗物质实验背后的科学家们，报告了他们通过数据搜索与探测介质中电子相互作用的粒子的结果。他们发现了与检测器的相互作用超出粒子物理学标准模型所预测的证据。他们还不知道是什么引起信号；这可能是罕见但平凡的事件，也可能是其他未知物理学现象的证据。
苏黎世大学粒子天体物理学家劳拉·鲍迪斯（LauraBaudis）对Gizmodo表示：“我们正在竭尽所能寻找可能的东西。 ”她解释说，苏黎世大学研究员米歇尔·加洛韦熬夜至深夜，以便与芝加哥大学研究生埃文·肖克利和加利福尼亚大学圣地亚哥分校学生YejingqiangYe一起完成分析。
氙气暗物质实验（XENON1T）是一个含有3.2公吨氙元素的实验，它被深埋在意大利INFNNazionalidelGranSasso实验室的一座山内，该实验室收集了2016年至2018年的数据。实验装置坐在那里，等待几乎不与物质相互作用的粒子对氙核或其电子造成轻微撞击，实验墙壁上传感器释放出探测到的微小闪光。
氙气暗物质实验合作组织的科学家们希望揭示暗物质的真实身份，暗物质是一种神秘的物质，其引力被认为是宇宙的支架，但遗憾的是，我们的粒子物理学理论无法解释。到目前为止，实验数据还没有揭示出任何新的物理现象。
但是，根据今天发表在XENON1T网站上的文章，从2017年2月到2018年2月的数据显示，与氙电子的低能相互作用出乎意料地过剩了285个事件，而不是预期的232个事件。
物理学家们假设了各种可能的过剩来源，用数据来检验他们的观点。他们找到了三个最有可能的来源：
也许是一个未观测到的理论粒子，叫做轴子，在从太阳出发后撞击了探测器。也许中微子粒子的一个特性，叫做它的磁矩，比之前预测的要高。或者，也许它们只是发现了一个未知的背景辐射过程，叫做氚的氢同位素的衰变。只有少量的氚原子散布在两吨原本超纯氙中，才可能产生这个信号。
【「暗物质」极为敏感的暗物质实验发现了一些奇怪的东西】轴子是理论上的低质量粒子，旨在解决一个称为“强CP”问题的物理问题，该问题问为什么当用带有相反电荷的镜像替换它们时，称为夸克的亚原子粒子遵循相同的物理定律。如果轴子真的存在，那么科学家们预测太阳会在其核心产生轴子，而且我们可能能够从地球上探测到它们。轴子也是解释暗物质的候选粒子。
通过探测器的太阳轴子看起来最像研究人员观察到的信号，具有3.5西格玛的显著性，这意味着观察到的信号有99.98%的可能性不是由典型的物理过程所引起。然而，波迪斯说，引入氚衰变作为另一个背景过程会降低2西格玛的重要性，或者说典型的物理相互作用加上衰变的氚不会导致信号的95%的可能性。更多的数据可以很容易地消除这种波动，过去也有过这种波动。粒子物理学家力争达到5西格玛重要性，以便宣布这一发现。