據英國《自然》雜志日前報道,德國科學家利用超級計算機獲得的新計算結果,讓研究軸子(Axion)的物理學家悲喜交加。新結果表明,軸子如果存在,質量至少為以前認為的10倍多。這一情況如屬實,將是找到軸子的有用線索,但也表明,20年來一直在搜尋軸子“芳蹤”的軸子暗物質實驗(ADMX)可能要空手而歸。

    1977年,科學家們提出“軸子”這一假設來解決強核力如何影響物質和反物質而引發的一個悖論,他們認為,軸子可能也是暗物質成分之一。據信暗物質占宇宙總質量的85%,物理學家們一直在尋找組成暗物質的奇異粒子,這些實驗大都集中于尋找所謂的“弱相互作用大質量粒子(WIMPs)”,但迄今為止,所有實驗要么空手而歸,要么結論有爭議。有鑒于此,有科學家將搜尋暗物質的目光投向軸子。

    軸子暗物質實驗1996年始于勞倫斯利弗莫爾國家實驗室,并在2010年移到位于西雅圖的華盛頓大學。佛羅里達大學理論物理學家皮埃爾.西基威表示,此前的計算表明,軸子的質量約5μeV,約為電子質量的千億分之一。

    但在發表于最新出版的《自然》雜志的論文中,德國伍珀塔爾大學理論物理學家佐爾坦?福多爾報告的計算結果表明,在某些假設情況下,軸子的質量最有可能為50到1500μeV;而ADMX目前對0.5到40μeV這一質量區間比較敏感。福多爾說:“這對ADMX來說并非好消息。”

    目前,位于韓國大田的軸子和精確物理學研究中心正在建造另一臺軸子探測器,可能對更高質量的粒子比較敏感;德國提議建造的MADMAX實驗也是如此。

    意大利羅馬大學的理論物理學家圭多.馬蒂內利認為,根據德國科學家的結論而完全結束ADMX的搜尋工作有點為時過早。研究人員并不確定哪種假設情況成立,最新結果也并非最終結論,還需要獲得其他團隊的證實,才能最終論定。