辽宁
在美国南达科他州地下近一英里深处，全球最灵敏的暗物质探测装置LUX-ZEPLIN（简称LZ）近日捕捉到一次极为罕见的粒子相互作用信号，其特征难以用普通物质加以解释。
这一发现被记录在提交给《物理评论快报》的最新论文中，并已在日本举行的2026年TeV粒子天体物理学大会上公开报告。
物理学家普遍认为，宇宙中85%的物质都属于暗物质，而非人类熟知的普通物质。由于暗物质既不发光也不反射光线，它至今仍是一种"看不见"的神秘存在，捕捉其踪迹一直是物理学界最具挑战性的课题之一。
深埋地底的十吨液氙探测器
探测器探测暗物质碰撞产生的液氙室顶部和底部的闪光。图片：Greg Stewart/SLAC国家加速器实验室
LZ项目由来自39家机构、共250名科学家和工程师组成的国际团队共同运营，探测装置安放在南达科他州桑福德地下研究设施内，深度接近一英里。该设施使用十公吨超纯液态氙构成圆柱形探测舱，专门用于搜寻弱相互作用大质量粒子（WIMP），这是暗物质最主要的候选粒子之一。
如果WIMP粒子与氙原子发生碰撞，理论上会在探测舱内产生微弱的闪光和电子信号。近一英里厚的岩层能够有效阻挡宇宙射线和地表辐射的干扰,外层的水箱和探测器则进一步屏蔽背景中子噪声,计算工具则负责区分真正的粒子相互作用与可能混淆视听的伪信号。
一次事件，2.6西格玛的谨慎信号
论文第一作者、英国布里斯托大学高级研究助理萨姆·埃里克森表示，这项研究聚焦此前数据集中从未深入探索过的区域，团队花费数月额外精力排查各种可能导致背景事件的原因。他强调，由于探测器和背景噪声的特性已被团队充分掌握，即便只出现一次异常事件，也具有重要意义。
据介绍，此次分析所用数据采集于2023年3月至2024年4月间，共计220个有效观测日。这并非团队首次分析这批数据，此前的搜索仅针对最简单形式的WIMP相互作用信号，而这一次团队将搜索范围扩展到了可能在探测器中沉积更多能量的更广泛相互作用类型。
LZ项目发言人、布朗大学教授里克·盖茨凯尔表示，团队对该事件出现在暗物质预期信号区域、且竞争性背景噪声极低的位置感到十分振奋。但他也谨慎强调，仅凭单一事件，团队并不敢宣称已经发现暗物质，只是希望将这一有趣现象分享给整个科学界，听取更多意见。
据悉，这次探测的置信度评级为2.6西格玛，仅为公认需要的5西格玛确认阈值的一半左右。研究人员指出，随着探测技术灵敏度的提升，此类异常信号也可能只是此前仪器未曾察觉的新型背景噪声，而非真正的暗物质信号，因此后续仍需要更多观测数据来验证这一结果，才能真正朝着确认暗物质存在迈出关键一步。
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