來自全球最敏感的暗物質探測器的科學家們宣佈，他們在解開物理學最大謎團的路上邁出了重要一步。XENON Collaboration 是一個國際研究團隊，於 10 月 1 日在意大利的 Gran Sasso 實驗室發佈了其最新的發現，該實驗成功地將探測器內的背景輻射降低至前所未有的水平。利用先進的純化技術，該團隊將氡引起的信號，這是干擾的主要來源，降低至比人體內的自然輻射低一十億倍的水平。
這一成果發表在《Physical Review X》期刊上，標誌著在尋找暗物質的過程中邁出了一大步。暗物質是一種神秘的物質，據信佔據了宇宙物質的約 85%，但至今從未被直接觀察到。來自明斯特大學的粒子物理學家 Christian Weinheimer 表示：「XENONnT 使我們更接近解開暗物質的謎團。」這一實驗依賴於探測假設的暗物質粒子與液態氙原子之間微弱的相互作用，而液態氙則因其純度和穩定性而被選中。
該探測器包含了 8.5 噸的液態氙，並且在約攝氏零下 95 度的條件下運行，深埋於 Gran Sasso 地下，以屏蔽宇宙輻射。儘管如此，自然輻射的微小痕跡仍然是一個持續的挑戰。氡氣，作為在數十億年前太陽系誕生時形成的元素的衰變產物，尤其麻煩。其衰變會在探測器內產生閃光，這些閃光可能會模仿潛在的暗物質信號。為了解決這一問題，XENON 團隊建造了一個低溫精餾系統，旨在從液態氙中去除氡。
根據海德堡的馬克斯·普朗克核物理研究所的測量，這一過程將氡濃度降低了四倍，至每公噸約 430 個氡原子。這一減少使得與氡相關的背景事件變得和來自太陽的中微子所產生的事件一樣罕見。Weinheimer 說：「幾乎沒有放射性背景剩餘，我們進入了一個實驗僅受中微子限制的領域，這是一項非凡的成就。」這一進展可能會對當前實驗之外的未來研究產生影響，目前有計劃建造一個名為 XLZD（Xenon Liquid Dark Matter Observatory）的更大探測器，該探測器的液態氙容量將是 XENONnT 的十倍。
通過擴大氡去除技術，科學家們相信可以創造出下一代儀器，深入探測暗物質的本質。這一努力的資金來自幾個歐洲的資助來源，包括歐洲研究理事會的“LowRad”項目、德國聯邦研究部及德國研究基金會的粒子相互作用和暗物質培訓小組。儘管至今尚未找到暗物質的直接證據，但物理學家表示，每一次技術進步都提高了成功的機會。Weinheimer 說：「我們所達到的純度顯示，這項技術已準備好迎接下一次飛躍。」在意大利阿彌尼山深處的寂靜空間中，科學家們期望宇宙中最隱秘的秘密終究能夠揭曉。
