世界最大的暗物质探测器LZ发现了一个异常的高能信号，这可能是人类首次捕获暗物质粒子的关键线索。
在南达科他州桑福德地下研究设施深达1480米的地下深处，一个装有10吨超纯液氙的探测器记录到了一个极不寻常的能量闪光。这个名为LZ的实验项目旨在寻找宇宙中最神秘的成分：暗物质。暗物质是无法直接观测的隐形物质，但它的引力像胶水一样维系着星系的运转，其数量预计是普通物质的5倍。
长期以来，物理学家一直在寻找一种被称为弱相互作用重粒子(WIMP)的候选暗物质。在绝大多数情况下，这种粒子会毫无痕迹地穿过普通物质，但在极少数情况下，它可能会撞击液氙原子核，从而产生微弱的光电闪光。
2026年9月1日，LZ实验团队在日本天童举办的天体物理学会议上宣布，他们在分析2023年3月至2024年4月期间共220天的观测数据时，发现了一个异常现象。2023年6月16日，探测器记录到了一个能量达到248千电子伏特的碰撞信号。
此前，类似的实验通常只在低于50千电子伏特的低能区间进行搜寻，而LZ的研究人员将搜寻范围扩大到了270千电子伏特。结果，在剔除了背景噪声后，数据中赫然留下了一个高能碰撞事件。布朗大学的物理学家Rick Gaitskell表示，团队对此感到非常兴奋，因为这一事件出现在预期暗物质会显现且背景干扰极低的区域。
伯克利实验室的物理学家Aaron Manalaysay也表示，这是他参与的所有实验中，首次出现看起来在各个方面都无懈可击的异常事件。
不过，科学家们非常谨慎。布里斯托大学的物理学家Samuel Eriksen强调，团队并没有声称已经发现了暗物质。因为在粒子物理学中，宣布新发现需要达到5西格玛的统计显著性，这意味着背景干扰随机产生该结果的概率仅为350万分之1。而目前这一发现的显著性为2.6西格玛，也就是说，它有200分之1的概率只是一个统计波动。
如果这个信号确实是由暗物质粒子引起的，它的性质也将出乎意料。因为碰撞产生的248千电子伏特能量远高于普通WIMP的预期。如果这种粒子以最简单的方式与原子核发生相互作用，那么探测器应该已经记录到了成千上万个低能碰撞事件。既然没有发现低能事件，物理学家就必须引入更复杂的模型。例如，暗物质粒子可能具有类似普通原子的内部结构，只有在受到足够强烈的撞击时才会被激发；或者它与普通物质的耦合程度取决于其运动动量。
加州大学欧文分校的理论物理学家Jonathan Feng和布朗大学的JiJi Fan等学者指出，这种动量相关的理论模型其实已经存在了数十年，这一新信号有助于缩小理论模型的参数范围。
为了验证这一发现，科学家们正在全力以赴。上海交通大学的物理学家Jianglai Liu指出，这一离群事件无疑会激发整个领域的研究热情。哥伦比亚大学的Elena Aprile表示，意大利和中国的其他大型探测器也将独立开展盲分析，以验证或否定LZ的这一发现。
原文：https://www.nature.com/articles/d41586-026-01985-9%20/%20https://www.science.org/content/article/world-s-biggest-dark-matter-detector-spots-single-weird-particle%20/%20https://www.sciencealert.com/breaking-physicists-may-have-found-the-best-evidence-of-dark-matter-yet