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LUX-ZEPLIN记录到尚未证实的暗物质线索

发布于 2026年9月2日 0 浏览

LUX-ZEPLIN合作组报告了一次可能来自暗物质的粒子相互作用,但强调这一观测远未达到宣布发现的标准。研究人员分析位于美国南达科他州地下近一点五公里处的探测器数据后,于九月一日在日本天童举行的高能粒子天体物理会议上公布结果。此次报告是一次重要更新,但合作组没有把它称为暗物质的直接探测。

该事件的特征类似一个氙原子核以约二百四十八千电子伏能量发生反冲,统计误差和系统误差分别为二十三千电子伏。合作组把搜索能区扩展到大约二百七十千电子伏,因此能够检验与常规搜索不同的暗物质模型。这些模型预计,高能碰撞在信号中的比例会更大,而传统分析通常把重点放在更低的反冲能量。

LUX-ZEPLIN简称LZ,利用十吨超纯液氙和数百个光传感器寻找极其罕见的相互作用。探测器设在桑福德地下研究设施,深层岩石和周围屏蔽结构能够减少宇宙射线及放射性干扰。此次公布的事件记录于二〇二三年六月十六日,来自总计二点八四吨年的曝光量和大约二百二十天的运行数据。研究人员对仪器响应及已知背景进行了多项检查。

在计入多种模型搜索产生的别处效应后,合作组得到二点六西格玛的全局显著性。这大致相当于已知背景在受检模型中的某处产生至少同样突出超额的概率约为百分之零点五。最高局部显著性为三点四西格玛。粒子物理学界通常要求五西格玛才能宣布发现,而且这篇论文目前仍是尚未经过同行评议的预印本。

科学家警告,一次事件无法确定暗物质究竟是什么。该信号可以符合部分弱相互作用大质量粒子模型,包括粒子存在不同内部状态,或其与普通物质的耦合随动量变化。不过,尚未识别的背景或者另一种粒子过程也可能作出解释。接受《自然》和澳大利亚广播公司采访的独立物理学家指出,只有出现更多性质一致的事件,研究人员才有可能得出稳固结论。

科学家通过暗物质对星系产生的引力效应推断它的存在,并估计暗物质约占宇宙全部物质的百分之八十五,但至今没有实验直接确认其组成粒子。LZ将继续采集数据,以判断后续观测会增强还是削弱这条异常线索。其他探测器也可以重新检查已有记录,寻找类似的高能核反冲;独立重复和更多统计数据将是检验这一解释的关键。

来源: LUX-ZEPLIN Collaboration, Lawrence Berkeley National Laboratory, Nature, ABC News

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