山东
IT之家 9 月 2 日消息，科学家近日报告称，他们可能探测到了暗物质的首个直接证据。如果这一发现最终得到证实，将可能成为一项突破性成果。此次潜在探测来自 LUX-ZEPLIN 实验，研究人员发现了一个疑似由弱相互作用大质量粒子（WIMP）与普通物质粒子发生相互作用产生的事件。WIMP 是目前暗物质最主要的假想粒子候选者之一。
暗物质一直是困扰科学家的难题。尽管暗物质约占宇宙总质量的 85%，但科学家至今仍不知道它究竟是什么。由于暗物质不会与电磁辐射，也就是光发生相互作用，因此它不可能由电子、质子和中子构成。电子、质子和中子正是组成原子的基本粒子，而原子又构成了恒星、行星、卫星、人体以及我们日常生活中能够看到的一切物体。
这也推动科学家寻找超越所谓“粒子物理学标准模型”的新型粒子。遗憾的是，到目前为止，这项搜索始终没有取得令人信服的结果。不过，LUX-ZEPLIN 实验或许终于捕捉到了重要线索。
研究人员分析了 LUX-ZEPLIN 的数据。该探测器位于美国南达科他州桑福德地下研究设施（SURF）地下约 1 英里（约 1.6 公里）深处，内部装有 10 吨超纯液态氙。分析结果显示，研究人员发现了一次无法用普通物质产生的已知背景信号解释的单粒子相互作用事件。
英国布里斯托大学研究团队负责人 Sam Eriksen 在一份声明中表示：“这是我们对这组数据中一个此前尚未探索区域进行的详细研究。为了弄清背景事件可能存在的各种原因，我们又投入了数月时间进行深入分析。我们对探测器及其背景信号的了解非常深入，因此，即便只是发现一个像这样的异常事件，也具有重要意义。”
如果此次团队探测到的事件确实源于两个 WIMP 之间极其罕见的相互作用，那么这一结果将为科学家了解这种目前仍停留在假设阶段的粒子提供一些重要信息。
首先，这一信号表明，WIMP 的质量可能约为质子的 200 倍。其次，结果还暗示，WIMP 与普通物质之间的相互作用方式，可能与此前针对这类粒子最简单模型所做出的预测有所不同。
当然，目前还不能确定这一结果。仅凭这一次潜在探测事件，其统计显著性还不足以证明探测到的确实是 WIMP 与普通物质粒子之间的相互作用。目前仍有 0.5% 的概率，这一事件可以由已知的背景信号解释。
随着 LUX-ZEPLIN 继续收集暗物质研究领域规模最大的数据库，研究团队将进一步观察这一事件的统计显著性是否会随着数据增加而提高，还是最终逐渐消失。
不过，有一点对研究人员而言是明确的积极因素：WIMP 与普通物质之间的相互作用极其罕见，因此，如果这种事件确实源于 WIMP 暗物质，那么并不需要发现大量类似事件，就有可能最终确认 WIMP 暗物质的存在，并进一步解开宇宙中这种最神秘物质究竟由什么构成的谜团。
Eriksen 表示：“我们预计暗物质事件极其罕见，因此只需要发现少数几个类似事件，就可能首次确认 WIMP 暗物质的存在。”
IT之家注意到，该团队的研究结果已在 2026 年 TeV 粒子天体物理学大会上公布，并已提交至《Physical Review Letters》期刊。
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