暗物质WIMP粒子之间稀有相互作用的插图（图片来源：Robert Lea（使用Canva创建））在可能成为突破性发现的情况下，科学家们报告说，他们可能探测到暗物质的首个直接证据。这一潜在的探测来自LUX-ZEPLIN实验，以一个单个可疑的弱相互作用大质量粒子（WIMP）与一种日常粒子之间的相互作用的形式出现。尽管暗物质占据了宇宙85%的质量，但科学家们对其本质一无所知，这使得暗物质成为科学家们的一大难题。暗物质不与电磁辐射或光相互作用，这意味着它不能由电子、质子和中子组成，这些粒子构成了构成恒星、行星、月球、我们身体和我们日常所见的一切原子的基本组成。这促使人们在超出所谓的粒子物理标准模型的范围内寻找新的粒子类型。迄今为止，这一搜索一直令人沮丧地无果而终——但LUX-ZEPLIN实验可能终于抓住了一丝线索。对位于南达科他州桑福德地下研究设施（SURF）一英里深处的10吨超纯液态氙探测器的LUX-ZEPLIN数据进行的分析显示，科学家们无法用正常物质的背景信号解释一个单一粒子相互作用。来自英国布里斯托大学的团队负责人萨姆·埃里克森在一份声明中说道：“这是我们在该数据集中未曾探索过的区域进行的详细研究，我们花了数个月的额外努力来理解所有可能的背景事件原因。我们对我们的探测器和背景的了解非常透彻，以至于即使是一个单独的突出事件，如我们找到的这个事件，也是重要的。”这对暗物质意味着什么？ 如果这个团队探测到的事件是由两个WIMP之间的稀有相互作用引起的，这将告诉科学家们一些关于这些目前假设粒子的事情。首先，该信号表明WIMP的质量大约是质子质量的200倍。它还表明，WIMP与普通物质的相互作用方式与以往对这些粒子的最简单建模的预测不同。LUX-ZEPLIN用于探测WIMP之间相互作用的液氙圆柱腔的插图。（图片来源：Greg Stewart/SLAC国家加速器实验室）当然，这些结果还不是绝对的。这一潜在探测在统计上并不显著，无法确认实际探测到的是什么相互作用。仍然有0.5%的机会该事件能够被已知背景所解释。随着LUX-ZEPPLIN继续收集在暗物质科学中最大的数据库，团队将确定该事件是否增长了意义或其重要性逐渐减弱。一个明确的积极因素是WIMP/物质相互作用极为稀有，因此只需要少量此类探测就可以确认WIMP暗物质的存在，从而解决宇宙中最神秘的物质究竟由什么组成的难题。“我们预计暗物质事件会极其稀有，因此只有少数事件可能标志着WIMP暗物质的首次探测，”埃里克森表示。该团队的结果在2026 TeV粒子天体物理会议上进行了展示，并已提交给《物理评论快报》期刊。获取Space.com通讯，获取最新的太空新闻、火箭发射、天文观察事件等更新！罗伯特·利亚是一位在英国的科学记者，他的文章曾发表在《物理世界》、《新科学家》、《天文学杂志》、《关于太空的一切》、《新闻周刊》和ZME科学等媒体上。他还为爱思唯尔和《欧洲物理杂志》撰写有关科学传播的内容。罗布拥有英国开放大学的物理与天文学的理学学士学位。请在Twitter上关注他@sciencef1rst。