东亚悄然展开寻找宇宙缺失质量的竞赛
2026年9月1日，位于南达科他州桑福德地下研究设施深处、近一英里地下的十吨液氙探测器LUX-ZEPLIN（LZ）实验的物理学家宣布，他们记录到一个标准背景过程难以解释的单粒子相互作用。该事件来自2023年3月至2024年4月期间收集的220天数据，统计显著性约为2.6西格玛，远未达到物理学家声称发现所需的5西格玛阈值，但这是LZ迄今为止产生的最强线索，表明一种弱相互作用大质量粒子（WIMP）可能擦过了其氙靶。这一发现可能推动了LZ的主要目标：探测暗物质。
LZ发言人、布朗大学的里克·盖茨克尔（Rick Gaitskell）教授谨慎地将其定性为耐人寻味而非定论。他表示：「只有一个事件，我们不想操之过急。我们并没有声称看到了暗物质，但我们看到了有趣的东西，希望与科学界分享以获取反馈。」他的合作者同样强调，敏感的探测器以前也曾被意外背景所欺骗。
除了科学问题本身本身，值得注意的是这一结果发布的地点：不是在美国，而是在日本举行的TeV粒子天体物理学（TeVPA）2026会议上。这在一定程度上标志着东亚在全球识别暗物质——这种被认为约占宇宙所有物质25%的不可见物质——的努力中变得多么核心。暗物质的存在是从星系旋转和引力透镜推断出来的，但从未被直接观测到。
虽然LZ、欧洲的XENONnT和意大利的DarkSide-20k在西方媒体上占据头条，但中国、韩国和日本也在运行自己的并行项目，其中一些在灵敏度方面处于世界领先地位，另一些则旨在解决西方实验无法独自解决的数十年争议。
中国的暗物质项目以四川省的中国锦屏地下实验室（CJPL）为基地，受到2400米岩石的屏蔽，使其成为世界上深度最深的运营地下实验室，宇宙射线通量比欧洲较浅的地点低约两个数量级。旗舰实验是PandaX-4T，这是一种双相液氙时间投影室，装有3.7吨超纯氙气，由上海交通大学、北京大学和中国科学技术大学组成的联盟运行。其最新的完整曝光结果于2025年1月发表在《物理评论快报》上，使用了1.54吨年的数据，对100吉电子伏特（GeV）以上暗物质粒子的自旋无关WIMP-核子相互作用设定了迄今为止最严格的限制，使其在该质量范围内与LZ和XENONnT相当或领先。
PandaX还拓展到了更奇特的领域，利用同一探测器的低能数据对假设的暗光子和类轴子粒子设定了迄今最强的约束。中国第二个互补项目——中国暗物质实验（CDEX）也位于CJPL，使用超灵敏锗探测器而非氙气来搜寻1-10 GeV范围内的较轻暗物质候选者。其CDEX-1B结果于2019年发表，以高置信度排除了两个早期争议信号（DAMA/LIBRA和CoGeNT）对低质量WIMP的参数空间。该合作团队目前正在新扩建的CJPL-II站点建造CDEX-50，这是一个50公斤锗阵列。
中国还从轨道上追寻暗物质。DAMPE卫星（又称悟空，于2015年从酒泉发射）测量高达数太电子伏特（TeV）的宇宙射线电子和正电子，寻找暗物质湮灭可能产生的光谱异常。
