2026年9月2日 — 凌晨12:01，Examiner是一份每周二发送的有关科学的免费通讯。您正在阅读摘录 - 请注册以在收件箱中获取完整的通讯。有时候感觉关于存在的所有基本问题都得到了答案。然后你会想到暗物质。这个不可知的物质占据了宇宙中所有质量的85％，但我们看不见它或直接测量它，也不知道它的成分。科学家相信暗物质是宇宙结构的基础。但是，螺旋星系的结构、宇宙的组成以及我们自身的存在，只有在宇宙中存在一种未被发现的、不可见的本质时才能说得通，这种本质像秘密的骨架一样将一切联系在一起。不用说，暗物质是我们这个时代最大的科学谜团。这就是为什么物理学家对在一个废弃的金矿深处的液态氙池中检测到的一丝微弱光芒感到兴奋。数据有限且新鲜，科学家们对此保持谨慎。但有可能这个新报告的信号可能是首次检测到暗物质的证据。我们如何知道暗物质存在？弗里茨·兹维基是一位非传统的且有时不受欢迎的科学家，他曾对那些更正统的同事说：“天文学家是球形的混蛋。无论你怎么看他们，他们都是混蛋。”这位瑞士天文学家在1933年研究昏暗星系团时意识到，这些星系以每秒2000公里的速度相互旋转——如此之快，以至于它们应该会猛烈地彼此抛离。星系的结构和速度并不合理，除非它们含有比看上去多得多的质量和重力。他计算出，为了召唤足够的重力让它们保持在一起，星系必须拥有比实际地显现出来的质量多400倍。是什么提供这种不可见的引力胶水？他提出了暗物质的存在。兹维基的理论被视为异想天开。然后，美国天文学家维拉·鲁宾在1970年代发现了另一种异常。星系外缘的恒星应该比中心的恒星绕行得慢得多。但鲁宾发现星系的外部恒星和靠近中心的星系恒星以同样的速度移动。星系中可见的物质没有足够的重力来吸引这些遥远的、快速旋转的恒星。还有其他东西在抓住它们。鲁宾总结道：“你在螺旋星系中看到的并不是你得到的”，并且暗物质必须是真实的。现在，天文学家们可以看到光线在因密集、不可见的暗物质区域周围的重力作用而发生扭曲。下图显示的星系气体以粉色突出，而蓝色区域显示科学家们认为只能通过暗物质来解释的强重力区域。子弹星团，是一对碰撞的星系群。正常物质以粉色显示，星团中怀疑的暗物质则显示为蓝色。这一观察提供了暗物质最清晰的直接例子之一。但这只是一道阴影的阴影。在真正探测暗物质的竞赛中，我们不再通过望远镜向上观察，而是深埋在地球深处。深层探测器暗物质不发出或反射光，也几乎不与正常物质相互作用。我们还不知道它由什么组成。那么我们该如何找到它？悉尼大学的暗物质猎人特蕾莎·弗鲁斯博士帮助设计和构建了地球上最好的暗物质探测器之一，称为LUX-ZEPLIN（LZ）实验。大约250名科学家和工程师参与了这个项目。来自悉尼大学的特蕾莎·弗鲁斯准备下降到南达科他州的LZ探测器。弗鲁斯说：“这基本上是一个装满液态氙的大桶。氙是我们周围空气中的微量元素，是一种惰性气体。但如果你将它冷却到足够低的温度，大约零下100度，它就变成了一种非常密集的液体。”任何微弱的辐射都可能模拟暗物质，必须被驱逐。“氙非常好，因为它没有任何天然存在的长寿命放射性物质。它衰变掉了，你可以获得这种非常干净、非常安静的液体。”LZ探测器被移动到地下1.5公里的金矿中，以防止宇宙射线的干扰。研究人员在被箔包裹的LZ中央探测器上进行评估。向上查看LZ外部探测器，用于否决可能模拟暗物质信号的放射性物质。超纯的液态氙被容纳在两个医疗级钛和特氟龙制成的罐中，再被超过250,000升的水包围以提供额外屏蔽。整个设备被埋在南达科他州一座废弃金矿中，深达1.5公里，以保护探测器免受宇宙辐射的干扰。