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尋找暗物質產生無法解釋的信號

發布時間： 2020/6/19

　　一項搜尋難以捉摸的暗物質跡象的實驗已檢測到無法解釋的信號。
　　從事Xenon1T實驗的科學家在檢測器中檢測到的活性比他們預期的要多。
　　這種“事件過多”可能表明存在先前未被發現的稱為軸突的暗物質粒子。
　　

暗物質占宇宙物質的85％，但其性質未知。
　　無論它是什么，它都不會反射或發出可檢測到的光，因此得名。
　　Xenon1T實驗產生的新信號有三種可能的解釋。其中兩個需要新的物理學來解釋，而其中之一與太陽軸的存在是一致的。
　　調查結果已發布在Arxiv預印服務器上。
　　到目前為止，科學家僅觀察到暗物質的間接證據。尚需確定，直接檢測暗物質顆粒。
　　暗物質變得不再“幽靈般”
　　有幾種理論可以解釋該粒子可能是什么樣的。最受青睞的是WIMP，即弱相互作用的大質量粒子。
　　從事氙氣系列實驗的物理學家花了十多年的時間尋找這些WIMP的征兆。但是搜索一直沒有結果。
　　但是最新的Xenon1T對其他候選粒子也很敏感。
　　背景噪音
　　該實驗于2016年至2018年在意大利Gran Sasso工廠的地下深處進行。
　　它的探測器裝有3.2噸超純液化氙氣，其中的2噸用作氙原子與正在穿過的其他粒子之間相互作用的“目標”。
　　當粒子穿過目標時，它會產生微小的閃光和來自氙原子的自由電子。
　　這些相互作用中的大多數（也稱為事件）與我們已經知道的粒子有關，例如介子，宇宙射線和中微子。這構成了科學家稱為背景信號的東西。
　　來自未發現粒子的電勢信號必須足夠強，以使其高于本底噪聲。
　　科學家們仔細估計了Xenon1T中背景事件的數量。他們預計大約會看到232，但是實驗卻看到了285，超過了53個事件。
　　一種解釋可能是Xenon1T檢測器中存在微量tri引起的一種新的，以前未曾考慮過的背景污染源。
　　這也可能是由于中微子每秒無數次無限制地穿過您的身體。一種解釋可能是中微子的磁矩（所有粒子的特性）大于其在標準模型中的值，該模型將物理學中的基本粒子歸類。
　　新物理學
　　這將強烈暗示需要其他一些新物理學來對其進行解釋。
　　但是，過量與來自太陽軸的信號最一致，太陽軸是尚未發現的非常輕的粒子，也是暗物質的候選物。
　　用統計術語來說，日光軸假說的意義為3.5σ。
　　盡管此重要性很高，但不足以得出存在軸的結論。通常，發現發現的標準是5 sigma。
　　t和中微子磁矩假設的重要性都對應于3.2 sigma，這意味著它們也與數據一致。
　　目前，與Xenon合作的科學家正在升級到另一個名為Xenon-nT的迭代。他們從這個未來版本獲得了更好的數據，他們相信他們很快就會發現過量的數據是統計fl幸，背景污染還是更令人興奮的事情。Sunak敦促美國支持數字服務稅

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