科学家在寻找暗物质的过程中意外发现了新粒子

在义大利格兰萨索国家实验室的深处，世界上极少数用于侦测暗物质的实验取得了惊人的发现，但是他们并不是发现了暗物质，而是发现了一种新的「东西」。

在2017年2月至2018年2月的数据中，标准模型预测会有232±15个低能阶事件被侦测到，而这次的实验结果却发现了285个，比预测值高出53个，远远超出了误差范围。参与合作的物理学研究团队也不清楚是什么原因，但经过审慎的考虑，他们将其归结于三种可能，而在说明之间，需先了解暗物质实验仪器，XENON1T。

XENON1T是一个装满3.2吨的超纯液态氙的容器，并于其中装设一系列光电倍增管，里面是完全封闭、完全黑暗的，探测粒子间交互作用所产生的发光现象可以提升我们对于低能阶粒子的了解，由于大部分交互作用都发生在已知的粒子上，这也就是为何会有232这样的数字出现在标准模型预测中，但是额外多出来的53个却是未解之谜。

▲XENON1T光感测器

第一种可能是之前未被考虑进去的背景事件，由非常少量的「氚」所产生的放射性所引起，研究人员发现氚可能透过氙的活性化及探测器材料本身的氢被引入实验容器中，长达1年的实验中可能只有1分钟的时间被引入，而这种事件也少到无法被证实、预测或是排除它。

第二种可能则是认为此讯号是由微中子所产生的，这些粒子与电子相似，但几乎没有质量及电荷，而且它们很少与其它粒子交互作用，根据研究人员的计算，如果微中子的磁矩过强，那么微中子就是过量讯号的来源。

第三种情况则是一种被称为太阳轴子的假想粒子，轴子是1970年代提出的一种对于暗物质的假设粒子，用以解决为何强力遵守电荷共轭宇称问题，但大多数模型都认为它们不需要遵守。假设来自太阳的轴子与暗物质的候选轴子不同，这场实验则暗示了太阳轴子的存在，但如果太阳轴子存在，则其它种类的轴子也应该存在。

研究人员留下这三种猜测后，最终在论文的末段写道，下一代探测器可以进一步探讨本实验的讯号，下一代仪器的名称为XENONnT，其目标质量为5.9吨，如果这些讯号在未来仍持续存在，将能够更详细研究这些过量物质。（编译／许晋翊）

资料来源：Science Alert

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