突破性發現！科學家打造「動態軸子準粒子」探測暗物質

暗物質雖然被稱為「物質」，但其實應該稱作「不可見物質」才更貼切，因為它完全無法被觀測到。不過，科學家發現軸子（axion）這種假想粒子與光之間存在極微弱但特定的互動作用，這可能成為解開暗物質之謎的關鍵。

哈佛大學徐蘇揚實驗室的博士研究員邱建翔領導的團隊，最近在錳鉍碲（MnBi₂Te₄）材料中發現了一種新型準粒子。這種被命名為「動態軸子準粒子」（DAQ）的現象，雖然不是真正的軸子，但其行為模式與軸子極為相似。倫敦國王學院的David J. Doddy Marsh博士興奮地表示：「這是史上首次發現類似軸子的準粒子！」

上世紀最重要的物理發現之一就是波粒二象性。就像光既是波也是粒子，軸子也被認為是一種波長極長、頻率極低的波動。Marsh博士用收音機來比喻探測原理：「就像你想收聽96.7FM的電臺，必須把收音機調到對應頻率。DAQ就像一臺可調頻的收音機，當它與暗物質軸子場的頻率匹配時，就會產生共振現象。」

目前DAQ的振盪頻率為44GHz，但科學家可以透過強磁場將其調諧到不同頻率。這項技術將能探測過去從未測試過的頻率範圍（對應不同質量的軸子）。雖然暗物質可能由弱互動作用大質量粒子（WIMP）或其他未知成分組成，但Marsh博士樂觀表示：「如果軸子確實構成暗物質的主要部分（比如50-90%），未來10-20年內我們很有機會發現它。」

這項突破性研究已發表於《自然》期刊，為暗物質探測開啟了全新途徑。