據外媒報導，一項旨在追尋永遠難以捉摸的暗物質的實驗傳回了一些奇怪而又令人興奮的信號。異常現象可能不是暗物質本身，但可能是一個跡象，表明科學家正在尋找它的正確軌道上。科學家對這些信號提出了三種可能的解釋中，一種是不必要的干擾，而另外兩種則會預示著新的物理學原理。

XENON1T實驗旨在尋找暗物質的粒子，這種神秘的物質被認為比常規物質多五倍。既然暗物質應該無處不在，那麼XENON1T就會留意其粒子與常規物質相互作用的罕見情況。為此，它盯著一個裝滿幾噸液態氙的巨大罐子。當外界一些粒子條紋穿過罐體時，會激發氙原子，產生閃光和自由電子，XENON1T可以檢測到。

不過不僅僅是暗物質能做到這一點，已知的粒子也能觸發類似的信號。為了過濾掉這些，科學團隊計算出預計會有多少背景事件，然後檢查是否有比這更多的信號。果然，現在團隊報告的事件”出奇的多”。預期的背景是這一時期的232個事件，但在此基礎上又發現了53個事件。這是一個巨大的數字，說明肯定有蹊蹺。但是，這到底是什麼呢？

研究人員表示，有三種可能的解釋。第一種說法是，這可能只是一個未被識別的背景干擾源。該信號與罐中的氚雜質一致，只需要10個七億氙原子中的幾個氚原子，就能產生所見的過量信號。令人沮喪的是，沒有任何儀器能敏感地檢測到罐中如此微小的氚含量，所以不能排除這種可能性。

此外該團隊表示，最適合數據的是一種被稱為軸子的假想基本粒子，特別是由太陽產生的粒子。這些粒子在20世紀70年代首次被提出來解決所謂的“強CP破壞”問題。後來人們認定，如果它們有一定的質量，幾十億年前產生的軸子就可以解釋我們歸於暗物質的怪異。

雖然這些特定的太陽軸子不會是暗物質的候選者，但如果得到證實，這仍將標誌著首次發現任何一種軸子。這本身就是一個巨大的發現，可以說明其他類型的軸子比其他假想粒子更可能是暗物質。

第三種解釋是，這些信號來自於此前未知的中微子特性。這些超輕基本粒子無處不在，很少與其他物質發生相互作用，但偶爾也會發生。如果它們在這個實驗中與氙子相互作用，信號表明它們的磁矩比粒子物理學標準模型描述的要大。這本身就需要新的物理學來解釋。

該團隊表示，在可能性方面，太陽軸子是領跑者。這個假設的統計學意義為3.5 sigma，也就是說，觀察結果有萬分之二的概率是隨機的。高到這個程度，科學家們通常需要5位數的意義才能”確定”。其他兩個假設被認為可能性稍小，其顯著性均為3.2 sigma。

究竟在那個地下大罐中觀察到了什麼，目前還是一個謎，但實驗的升級版可能會有答案。下一階段被稱為XENONnT，其活躍的氙氣質量將是前一版本的三倍，背景噪音應該更小。

該研究預印本目前已在ArXiv上公佈。