作者:英格丽德·法德利
（同organic）有机 放射轴子的红巨星的艺术家表现
说明XENON1T过剩所需大小的轴子-电子耦合将不可避免地将其他恒星，如图片中的红巨星，变成明亮的“轴子灯塔”，彻底改变它们的光度和演化
信用:Di Luzio等人
几十年来，物理学家和天体物理学家已经建立了宇宙中暗物质存在的理论
这种难以捉摸的物质是由不吸收、不反射、不发光的粒子组成的，因此用传统的粒子观测仪器无法探测到
最有希望的暗物质候选者之一是轴子
轴子是假设的粒子，最初被引入是为了解释与强核相互作用相关的异常观测
随后，理论物理学家提出，轴子构成了宇宙质量的一部分，但仍未被解释清楚，因此本质上可能是暗物质
从那以后，世界上无数的团队使用各种强大而复杂的探测器对轴子进行了搜索
几个月前，一个名为氙合作的国际研究小组发布了由XEN1T收集的新数据，XEN1T是一种敏感的暗物质和普通粒子之间相互作用的探测器
这些数据包含了令人惊讶的大量事件，这些事件可能暗示了以前从未观察到的粒子的存在，比如太阳轴子
德国同步加速器(DESY)、巴塞罗纳大学、巴里大学和弗拉斯卡蒂国家实验室(INFN)的研究人员最近检查了XENON1T探测器收集的数据，希望能更好地理解探测到的过剩是否实际上是太阳轴子的表现
发表在《物理评论快报》上的他们的分析结果和考虑似乎排除了太阳轴子是氙合作项目意外观测结果背后的可能性
“当XENON1T结果宣布时，我们正在对各种天体的轴子发射效应进行一项彻底的研究，”通过电子邮件，进行这项研究的研究人员卢卡·迪·卢齐奥、马尔科·费德勒、莫里齐奥·吉安诺蒂、费德里科·梅西亚和恩里科·纳尔迪告诉《物理》
因此，我们处于一个最佳状态，很容易意识到XENON1T解释所要求的特定轴子性质与恒星演化的观测结果存在强烈的冲突
" 在他们最近的论文中，迪·卢齐奥和他的同事们表明，太阳轴子作为XENON1T过剩的假设是不成立的，因为它与以前的天体物理观测相冲突
他们希望通过排除这种可能性，他们的工作将鼓励其他团队识别和探索替代解释
据研究人员称，这种过剩很可能是实验装置未解决问题的结果，或者是一种不同的奇异物理现象的迹象
对XENON1T异常信号的解释要求与光子和电子的轴子耦合位于该图的蓝色区域内
然而，天体物理观测表明，相同的两个耦合的允许区域不能延伸到红色区域之外
这两个区域之间的巨大差异让研究人员得出结论，XENON1T数据不能用太阳轴子来解释
信用:Di Luzio等人
研究人员解释说:“太阳轴子不能解释XENON1T异常观测，因为与以更大的核心密度和温度为特征的其他类型的恒星相比，太阳在产生轴子方面效率不高。”
“如果观察到的过剩被解释为由于太阳轴子，那么其他类型的恒星将会过度产生轴子，它们将会像强烈的‘轴子灯塔’一样发光，以如此大的速度从它们的内核释放能量，以至于它们的进化将会彻底改变
这将与许多过去的天文观测发生严重冲突
" 天文数据与太阳轴子假说相冲突的一个例子是对恒星数量的观察
事实上，为了解释XENON1T过剩，太阳轴子需要有如此大的参数，以至于整个恒星群体，即所谓的水平分支恒星，几乎没有人口
如果是这样的话，在附近的球状星团中应该找不到血红蛋白恒星，而研究人员实际上已经探测到了其中的几颗
“我们的研究应该主要被理解为对保持社区努力在正确轨道上的贡献，”研究人员说
“最初对可能的‘轴子发现’的热情可能已经把实验和理论的努力引向了一个实际上是死胡同的方向
" 除了排除太阳轴子解释XENON1T过剩的可能性之外，Di Luzio和他的同事最近进行的工作强调了在试图评估轴子模型的现象学可行性时，仔细考虑轴子模型的天体物理学含义的重要性
在他们的论文中，研究人员强调了轴子和天体物理之间关系的重要性，因为轴子存在的第一个证据最终可能直接来自天体物理观测
该团队现在正在进行探索轴子物理的进一步研究
这些研究集中于广泛的主题，包括轴子的宇宙学和天体物理学结果、轴子模型的建立以及在实验室和地面实验中进行的轴子搜索的现象学方面
“我们合作的每个成员在轴子物理的不同方面都有特定的技能，”研究人员说
“作为一项合作，我们目前正在对大量的天体物理观测数据进行彻底的分析，其中一些数据显示了理论预测和观测数据之间令人感兴趣的差异
尽管单独考虑时，每种异常的显著性水平都是适度的，但总体分析可能会揭示出一种一致的模式，并可能会针对某种特定类型的轴子给出解释
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