北京
位于美国南达科他州桑福德的地下研究设施LZ暗物质探测器是目前全球最大的暗物质直接探测项目，由39个机构联合参与。研究团队在梳理2023年3月至2024年4月间累计220天有效运行数据时，发现了一例可能是暗物质粒子、但无法用已知背景解释的事件。该结果于近日在日本召开的TeV粒子天体物理学会议上公布，论文已提交《物理评论快报》。
截至目前，科学界未正式确认发现过暗物质粒子。LZ探测器使用约10吨超纯液氙作靶材，并深埋地下以屏蔽宇宙线。当粒子撞击液氙，会先激发出一束极短促的闪烁光；随后被电场漂移出来的电子在阳极处产生第二束光。这两束信号在幅度、到达时间和空间分布上的差异，让研究团队能够区分碰撞属于电子反冲还是核反冲——而暗物质信号的搜寻目标，正是后者。
在本次分析中，团队把反冲能量上限拓展到270千电子伏，才让这例高能事件进入视野。这例信号对应一次约248千电子伏的氙原子核反冲，落在暗物质搜索窗口的高能端，但LZ团队此前在同一批数据里，针对传统弱相互作用大质量粒子（WIMP）的搜索，一无所获。
团队认为，单次事件还不足以定性，而且这也给标准WIMP模型出了道难题。因为WIMP理应产生大量低能反冲，LZ却在同一批数据里一无所获。如果这真是暗物质，那它大概率不是最简单的那种，而需要借助更复杂的理论框架来解释。
目前学界对此反应不一。有人觉得这个信号“不算离谱”，现有扩展模型就能覆盖；也有人直言这是近年来最有趣的事，预计会催生大量论文。但更多物理学家保持本能谨慎：毕竟只有一次事件，在没有更多数据之前，谁也无法断定它到底是什么。
团队明确否认发现暗物质，只承认找到一个值得检验的异常事件。此前科学家对暗物质的搜寻也曾出现过起伏：意大利格兰萨索国家实验室的XENON1T实验曾报出未知粒子迹象，但被后续验证否定。
目前，LZ已积累至少3倍于本次分析的数据，若信号属真，后续批次应再冒出同类事件；若属背景涨落，增加统计量则会把这一信号判定为噪声。物理学界也将拭目以待这是暗物质的真身，还是又一场空欢喜。
【总编辑圈点】
在屏蔽所有宇宙常规射线的地下实验室，用超纯液氙作为靶子“守株待兔”，是科学界寻找暗物质的主流方式之一。世界有多支暗物质捕手团队，但到目前为止，没有谁真正等到了它。这次，暗物质探测器LZ在220天的“监听”里，在高能区捕捉到一记来历不明的碰撞信号。它算不上“实锤”发现，但已经令物理学界侧目。研究团队公布此次异常，同行可以围绕它进一步展开研究和探讨。它是一场“误会”还是一块里程碑？让我们屏息以待。
（原标题为《发现了暗物质？学界反应不一 最大暗物质探测器捕获神秘信号》）
来源：张梦然/科技日报
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