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暗物质探测器中的可疑信号让物理学家兴奋不已

暗物质探测现重大线索:LUX-ZEPLIN 实验捕获可疑 WIMP 信号

物理学界追寻近百年的暗物质,或许终于露出了冰山一角。

异常信号浮出水面

位于美国南达科他州地下的 LUX-ZEPLIN (LZ) 暗物质探测器在运行中记录到一个罕见的异常信号。布里斯托大学的萨姆·埃里克森(Sam Eriksen)博士在“TeV 粒子天体物理学会议”上代表团队宣布,该信号极有可能来自于理论预言已久的**“大质量弱相互作用粒子”(WIMP)**——暗物质最核心的候选者之一。

什么是暗物质与 WIMP?

  • 暗物质的谜团:天文学观测显示,暗物质占据了宇宙总质量的约 85%,是维系星系不致分崩离析的关键引力来源。然而,它不吸收、不反射也不发射光及任何电磁辐射,人类至今无法获知其具体成分。
  • WIMP 假说:这是一种假想中的重型、迟缓粒子,仅通过引力和微弱的“弱核力”与普通物质发生作用。根据宇宙大爆炸理论,随着宇宙膨胀冷却,这类粒子的残留密度恰好与当前观测到的暗物质密度高度吻合。

7吨液氙捕捉到的微光

LZ 实验自 2021 年起,利用装有 7 吨液氙的巨型储罐进行暗物质搜寻:

  1. 识别机制:当外来粒子穿过液氙并撞击氙原子时会产生微弱光闪烁。绝大多数普通物质只会与氙原子的核外电子发生反冲,而 WIMP 则会直接撞击原子核,产生独特的“核反冲”特征闪烁。
  2. 信号特征:此次捕获的闪烁信号完全符合 WIMP 的特征,推测该粒子的质量至少是质子的 200 倍

尚待验证的重大突破

目前该结论尚未盖棺定论:

  • 该异常信号仅出现了一次,从统计置信度来看,尚未达到物理学界界定为正式“科学发现”的黄金标准。
  • 但这是全球 WIMP 探测实验中首次观测到如此量级的特征信号,为揭开宇宙终极谜题之一提供了前所未有的关键线索。