粒子探測示意圖。
日本的暗物質探測器最近捕獲到「很多出乎意料」的事件，很可能是理論預測中暗物質的一種粒子——軸子存在的證明。研究者稱這項發現「足夠引起關注」。
科學家認為宇宙存在大量暗物質，它們與普通物質和光不產生強烈的相互作用，但是科學家認為將發生某種微弱的互動，類似中微子和普通物質的互動。
每秒鐘大約有上萬億個中微子穿過人體，人體毫無感覺，也看不出有何影響。可是不時地，中微子會撞上某個原子的原子核，產生一些雜散的光子或某種基礎粒子。出現這類撞擊事件的概率太小了，因此中微子觀測器要用到大體積的液體或冰塊。科學家認為暗物質與普通物質的互動也是類似的情況，因此暗物質探測器也是以這樣的思路設計。
XENON1T項目就是這樣一個項目，在意大利地下深處裝了一大缸上噸重的純淨液態氙。研究人員選用液態氙而不用水，因為他們目標尋找「大質量弱相互作用粒子」（WIMPs）——理論預測的一類暗物質粒子。這類粒子比中微子重得多，如果它們存在，並與普通物質碰撞，將產生很特殊的信號。科學家認為液態氙能更好地排除雜散的信號，聚焦於WIMPs粒子。
遺憾的是，至今沒有發現任何WIMPs粒子的蹤跡。這個研究組把實驗稍做修改，轉而尋找軸子。1977年，一些科學家為了解決粒子物理學中的某些問題首次提出軸子理論。它們的理論特性和暗物質很類似。
用XENON1T設備尋找軸子的一個難處在於，軸子的信號和其它很多信號，比如原子的放射性衰變，或中微子與原子核的撞擊等都是類似的，很難區分。
科學家認為，既然這些粒子及其與普通物質的互動效果是已知的，那麼可以計算出現這些事件的數量。探測到任何超過這個數量的信號，有很大可能性就是存在軸子的證明。
這個團隊6月17日提交給論文預印網arXiv的研究稱，發現了「很多預期之外的事件」。
統計學上要求顯着水平為5才能宣佈發現一種新粒子，這份研究稱數據的顯着水平為3.5，不足以下結論，但是研究人員認為這足以引起同行的興趣。在多年尋找暗物質無果的情況下，任何可能意味着捕捉到暗物質的蛛絲馬跡都足以讓科學家感到興奮。
研究者坦承，除了軸子，其它物質也可能產生這些「預期之外的事件」，比如探測器內輕微的污染，混入了少量氫3，或者某些宇宙事件產生的中微子等。
研究人員認為，如果這些數據的確是由軸子產生，未來的其它研究肯定會進一步證實。◇
