去年，物理学家报告说一个实验性的暗物质探测器发现了一个奇怪的信号这可能暗示了新的物理学，有几个疑点被强调。现在，剑桥大学的科学家们提出了一个当时没有考虑到的答案——这个实验可能已经获得了第一个直接检测暗能量这是一种加速宇宙膨胀的神秘力量。
尽管它的数量是普通物质的五倍，暗物质仍然是难以捉摸的。它不与光相互作用，似乎主要是通过在宇宙尺度上的引力影响来让自己出名，比如恒星、星系和星系团。但偶尔，暗物质粒子可能会以一种我们可以用合适的设备探测到的方式撞击普通物质粒子。
XENON1T是那种设备的一个版本。该实验于2016年至2018年在意大利进行，本质上是一个装满液态氙的大罐子，藏在地下深处。这个想法是这样的，如果一个暗物质粒子穿过这个容器，它会激发氙原子产生闪光和自由电子，这是一套传感器可以探测到的。
但它并不像听起来那么老生常谈。其他已知的粒子也有同样的效果。把实验放在地下有助于减少这种噪音，但并不是全部。因此，科学家们计算出一个预期的事件背景水平，然后检查实际探测到的是否高于这个水平。
果然如此。去年，科学家们报告了“意外多出的事件”——确切地说是53起——超出了预期的232起。奇怪的事情似乎正在发生，但这是暗物质吗?
当时领先的候选粒子是一种假设的基本粒子，称为太阳轴子。顾名思义，它们是由太阳产生的，虽然它们本身并不被认为是暗物质的候选者，但其他类型的轴子被认为是，所以找到任何一种轴子的证据都将是一个重要的步骤。
但在进一步调查后，剑桥研究小组表示，需要太多的太阳轴子才能产生观测到的信号。相反，他们提出了一个不同的罪魁祸首——暗能量的力载体粒子。这是一种排斥力的名称，它似乎导致了宇宙的膨胀加速，其中一个模型涉及到所谓的“变色龙”粒子。
从本质上讲，这些粒子根据它们周围物质的多少被预测有不同的质量和影响。所以在高密度地区，比如地球，它们的质量很大，但它们的力只施加在很小的距离上。然而，在星际空间中，在几乎没有物质的地方，变色龙的质量会更小，但它们的影响要远得多。这种转换可以解释一个奇怪的观察结果:暗能量似乎对局域没有任何影响，但对星系尺度有很强的影响。
这个假设可能听起来有点太方便了，不太可能是真的，但这就是它们的作用——这些想法可以通过测试来找到支持或反对它们的证据。而且，剑桥研究小组认为，我们可能已经发现了变色龙作为XENON1T暗能量载体的证据。
研究人员模拟了太阳产生的变色龙粒子经过XENON1T探测器时会发生什么。果然，这个信号看起来和观测到的很像。
该研究的第一作者桑尼·瓦格诺兹博士说:“从理论上讲，这种过剩现象可能是由暗能量而不是暗物质造成的，这真的很令人惊讶。”“当一切都像这样合在一起时，真的很特别。”
当然，这个案子远未结案。多余的事件还没有被正确地证实，但实验的高级版本可能能够验证结果。
“我们首先需要知道，这不仅仅是一种侥幸，”该研究的合著者卢卡·维西内利博士说。“如果XENON1T真的看到了什么，你会期望在未来的实验中再次看到类似的过量，但这一次是一个更强的信号。”
这项研究发表在杂志上物理评论D。
来源:剑桥大学
