1樓：周思益
感興趣，學習了一下熊卡比發的鏈結。
這個重二噸的地下實驗原先是為了尋找WIMPs設計的。
某些模型(比如DFSZ)裡面，axion能夠和電子相互作用。能量在keV左右的axion撞擊xenon的電子雲，從而讓xenon激發或者ionize。這種events跟WIMP-like nuclear recoils的訊號截然不同（ionization/scintillation不同）。
1-2 keV處有訊號。實際發現285 events ，background-only fit期望是232 events。3.5 。
有趣的是，peak的地方剛好對應了太陽核心的溫度(1.5千萬K=1.3keV)。
這個peak很可能是axion。考慮axion a和electron e的coupling如下：
如果 ，就能解釋這個excess。
dark photon 暗光子
這是一種自旋1的粒子。也有很多可能的模型。
neutrinos 中微子
太陽每秒鐘會放出 個中微子。但是，如果要用中微子解釋這樣的訊號，因為中微子和電子的相互作用太弱，解釋不了這麼大的訊號。所以要麼增加flux，要麼增加相互作用（BSM）。
比如考慮如下BSM算符
解釋XENON實驗的exess我們需要 。新物理可能在100TeV以下。
探測器出問題實驗組不能排除探測器中少量的tritium，這會導致類似的訊號
其他儀器出問題
剛去世的Peccei幽靈出現在探測器裡了真正的新物理最簡單的模型被天文觀測排除。如果axion真的在太陽中產生率那麼大的話，在另外的更熱天體（紅巨星或者白矮星）中肯定也有類似過程。這樣的過程會導致這些星過度冷卻，跟觀測不一致。
XENONnT, LUX-ZEPLIN, PandaX-4T
過度冷卻的限制能否排除？
跟這個excess有關的新粒子能否和其他的anomalies聯絡起來（B-meson）？
如果考慮了stellar evolution的天文觀測，solar axion的解釋不成立。
2樓：夸父
個人對於軸子這塊不是很熟，這是問了在清華工作的朋友在這塊做了不少工作的，希望沒有搞錯
實驗結果就是Xenon1T實驗在7keV以下看到了電子反衝的道（不是通常探測暗物質的核反衝道，這是通過篩選液氙探測器所探測的叫做S1和S2的兩種閃爍訊號的比例關係）的對於本底的超出，本來本底應該是232+-15個，但觀測到了285個。(285-232)/15=3.53，這也就是大概的sigma數。
剩下的事是解釋。軸子的解釋是最熱門的吧
能夠以軸子的物理模型來解釋這個超出本身首先是因為這個超出的能譜部分，它的7keV以下的能量正好接近於太陽中心的溫度。太陽中心一般說溫度是1500萬度/K，11604.5K以自然單位制相當於1eV，所以就是1.
5keV左右。然後太陽內部產生質量很小的軸子的過程，也就是把這些太陽中心的比如電子的粒子熱運動的動能轉化成軸子的動能的過程。這裡面詳細的計算還會引入乙個對於軸子來說很普遍的「導數」耦合，產生的軸子的能量峰值還要比1.
5keV再高一些，大約在2.5keV的地方，所以正好可以對得上實驗觀測的超出部分的能譜。
官方給出的另外乙個解釋，也是假設探測到的粒子是從太陽內部出來的，不過是軸子換成了有磁矩的中微子，但利用到的太陽中心的溫度和探測到的超出部分的能量峰值相吻合這一點應該是不變的。
我看到這裡的第一反應（其實從前面的軸子解釋時就有了）是，是不是有別的證據證明了造成這個超出的訊號的粒子是從太陽來的。比如如果能確定到反衝的方向的話，可以實時看出探測到的入射粒子的方向，判斷是不是跟太陽的方位重合。很遺憾這裡是沒有的，這個設想的反衝方向的分辨其實已經屬於低於直接探測的中微子「地板」以下的未來實驗技術了，現在還沒有。
再看官方的第三種解釋，極少量的氚混進了液氙材料，它自己的beta衰變造成了這個訊號，那也直接否定了這個超出一定是和太陽有關的。
按照乙個最傳統的尋找WIMP暗物質的人的觀點，如果這個訊號可以和太陽無關，他恐怕會先想這個會不會就是傳統的瀰漫於銀河系的暗物質造成的。看資料點的形狀，如果用乙個質量大概在十MeV量級的暗物質候選者，認為它有著標準暈模型（standard halo model）所預言的密度和速度分布（這也是尋找WIMP暗物質實驗的標準假設），與電子（甚至原子核，在這個質量區域還沒有實驗約束）彈性散射的截面可調，那麼我個人感覺應該是可以得到觀測到的每乙個資料點的。難點就是這樣的模型在測到的能量更低的那個1keV的資料點上往往也會給出更多的事例數，但觀測並沒有看到超出。
是否能夠調引數使得其可以接受？很遺憾對於這種可能性官方沒有給出結果，雖然個人感覺這樣的資訊對於我這種首先堅持傳統WIMP模型的人來說是有意義的。官方只給出了如果解釋成傳統的暗物質與靶材料發生的是彈性散射的假設下，這個是不是與歷史上著名的有超出的DAMA的實驗結果相吻合的判斷。
這個判斷是不能，因為這裡的觀測截面低了兩個量級。
官方給出結果的，另一種把資料確實解釋成是由瀰漫於銀河系的暗物質所造成的的可能性，仍然是基於暗物質是軸子或者類似軸子的粒子（Axion Like Particle或ALP）的模型假設。但這個過程不是彈性散射，而是ALP的質量化成電子的反衝能量，電子反衝的能量有下限所以可以迴避上述的第乙個資料點難以擬合的問題。不過最後這觀測的285個對比本底的232+-15個官方也沒有解釋成訊號，而是還是保守的當成了約束。
其實這種觀測超出的解釋遠遠談不上唯一，模型的選擇上羅蔔青菜各有所愛，都可以在1-7keV的電子反衝能譜上造出峰來，只是在完整的去擬合各個資料點的形狀上表現也會有好有壞。而且這樣的實驗結果也不是Xenon1T第一次做，比如我知道的中國的PandaX-II實驗在2023年發表了當時的最好的約束PRL 119, 181806 (2017)，原理一模一樣，只不過當時還沒有看到可以稱為訊號的超出。
這也算是寫給自己看的一點想法的總結吧
3樓：熊卡比
htmlAdam Falkowski的blog總結的非常好。最值得注意的是用axion/ALP來解釋的話和紅巨星白矮對軸子-電子耦合的已有限制不太相容，所以實驗組畫餅的概率比較大。至於暗光子和中微子電偶極矩已有限制不太清楚。
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