黑物质实验发现宇宙奥秘信号:太阳轴子将存在

来源:http://www.niw26.cn 时间:06-25 16:39:21

科学家在一项追求黑物质的极其敏感实验中,发现一个奥秘信号!通过一年众的勤苦,科学家认为他们能够获得一些新发现。

现在,参与XENON1T黑物质实验的科学家报道了探测介质与电子相互作用的粒子数据的搜索效果,他们发现了大量证据,证实与探测器相互作用的粒子产生的信号远强于粒子物理学标准模型的展望效果。他们还不清新是什么因素产生该信号,推想能够源自一个稀奇事件,或者它能够是证实其他未知物理形象的有力证据。

苏黎世大学粒子天体物理学家劳拉·保迪斯(Laura Baudis)说:“吾们绞尽脑汁想清新它能够是什么?为了完善这项钻研,苏黎世大学钻研员米休尔·添洛韦(Michelle Galloway)、芝添哥大学钻研生埃文·肖克利(Evan Shockley)和添州大学圣地亚哥分校弟子叶靖强(音译)一首这项分析义务,频繁做事到子夜。”

XENON1T是一项包含3.2吨氙元素的实验,仪器设备被深埋在意大利国家核物理钻研所大萨索新闻实验室,搜集了2016-2018年间的数据,该实验期待几乎不与物质发生作用的粒子对氙核或其电子产生细幼撞击,开释出能被实验室墙壁上的传感器探测到的微弱闪光。氙实验科学家期待揭晓黑物质的实在身份,这栽奥秘物质的引力犹如是“宇宙脚手架”,但是吾们的粒子物理学理论却无法理解。到现在为止,有关实验数据尚未展现任何新的物理形象。

按照XENON1T官方网站最新发布数据,从2017年2月至2018年2月勘测数据表现,氙气电子在24keV矮能段上搜集到285次闪光,而不是之前预期的232次闪光。

物理学家对超出预期的闪光次数挑出了众栽倘若推想,并用数据进走验证,最后认为该形象能够源自在栽途径:一是“轴子”,该概念是20世纪70年代挑出的,行家认为宇宙大爆炸会产生轴子,迄今未找到轴子,它是黑物质的一栽备选对象;二是太阳中微子,倘若超预期的53次闪光来自中微子,它们答该具有很强的磁性,这是科学家从未发现过的一栽粒子;三是太空噪音污浊,金 融能够是一波高能宇宙射线撞击探测器附近的岩石,产生一些中子造成噪音作梗。

轴子是一栽理论化的矮质量粒子,旨在解决一栽叫做“强-CP”的物理题目——为什么行使相逆电荷的镜像替换叫做夸克的亚原子粒子时,会按照相通的物理定律?倘若实在存在轴子,那么科学家展望太阳将在中央产生轴子,而吾们也有能够在地球上探测到它们,轴子也被认为是片面黑物质存在的罪魁祸首。

保迪斯指出,穿过探测器的太阳轴子看首来最挨近钻研人员不悦目测到的信号,其倘若的隐晦性为3.5西格玛,这意味着不悦目测到的信号99.98%概率不是由典型物理过程引首的。然而,引入氚衰变行为另一个背景过程将其隐晦性降矮至2西格玛,也就是不悦目测到的信号95%概率不是由典型物理过程引首。更众的数据能很容易地清除这栽震动,粒子物理学家正在勤苦追求太阳轴子隐晦性达到5西格玛,从而验证超预期闪光次数的根源。

其他物理学家对分析过程中所做的大量做事和思考,以及对探测器的极高智慧度专门关注,但同时他们对注释结论专门郑重。添州大学伯克利分校鲍勃·雅各布森(Bob Jacobsen)教授称,吾们未发现太众的参考性数据,只有一些风趣的新闻线索。

西班牙扎戈萨大学物理学家哈维尔•雷东众(Javier Redondo)称,这些信号就像太阳轴子穿过XENON1T仪器时采集的,倘若由太阳产生的轴子粒子生成该信号的倘若成立,那么将意味着轴子和电子之间的相互作用比现在的理论展望更郑重。

他还指出,即使吾们的太阳不能够像现在云云相符最益的理论模型和实验,氙气实验所黑示的太阳轴子特性会导致太阳温度更高,远超出天文学家展望。为了通太甚析使他坚信太阳轴子导致闪光次数过量,他期待不悦目测到一个实在的证据,例如:在太阳磁场看远镜实验中的太阳轴子。但能够存在其他一些未知粒子引发该信号。

现在,发现实验闪光信号的实在根源仍必要进走大量做事和实验,例如:美国南达科他州桑福德地下钻研的LZ实验。

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