科学家们在寻找暗物质时发现了怎样的潜在物理学之谜？
意大利国家核物理研究所(INFN)格兰萨索国家实验室(LNGS）的研究人员使用XENON1T探测器来寻找暗物质。这些寻找暗物质的科学家们无意间记录的“意外事件”可能令他们重新思考现代物理学。XENON1T探测器团队的研究人员还不完全确定自己发现了什么--他们也没有宣称是暗物质--但可能是同样令人兴奋的东西。
XENON1T是为了观察微小粒子的存在而设计的，里面充满了3.2吨液态氙气，它作为太阳轴子、利用太阳中微子增强中微子磁矩和玻色暗物质的巨大目标。当其中一个粒子穿过目标时，它可以触发光和氙原子的自由电子。虽然XENON1T开始被用于寻找从弱相互作用重粒子（WIMPs）中寻找暗物质，但它对其他新粒子和相互作用也很敏感。
科学家们估计了背景事件的数量，但在将其与仪器的实际数据进行比较后，发现比预期的232个事件多了53个。这些额外的东西究竟从何而来，是目前正在预印的一篇新论文的主题。“过剩的Rhe特征类似于微小残留量的氚(一种具有一个质子和两个中子的氢原子)可能导致的结果，”研究人员提出，“但也可能是更令人兴奋的东西的标志--例如一种被称为太阳轴子的新粒子的存在，或者表明中微子以前未知的特性。
”研究人员面临的部分挑战在于，最终证实或否定可能理论的方法并不总是已知的。比如说，如果是微量的氚，只需要几个原子就可以解释奇怪的结果。然而，没有独立的测量方法可以证实或反驳它在如此小的水平上的存在。另外，过剩的事件也可能是来自新的粒子。有人指出，所观测到的能量谱其实与太阳中产生的轴子相似。“轴子是一种假想的粒子，被提出来保存核力的时间反转对称性，而太阳可能是它们的强大来源，”XENON研究人员解释说。
“虽然这些太阳轴子不是暗物质候选者，但它们的探测将标志着对一类动机良好但从未被观测到的新粒子的首次观测，对我们对基础物理学的理解，以及对天体物理现象都有很大影响。”虽然不是暗物质本身，但这种轴子可能是一种前兆。一种理论是，来自早期宇宙的轴子实际上可能是暗物质的来源，研究人员认为暗物质占物质的大部分比例。
不敢研究人员认为中微子也可能是“罪魁祸首”。如果是这样的话，不过，有可能中微子的磁矩其实比目前基本粒子标准模型认为的要大。“这将是一个强烈的暗示，需要一些其他新的物理学来解释它，”该团队说。虽然XENON的研究人员倾向于太阳轴子理论，但现在还无法确凿地说哪种理论是正确的。不过，这一谜团可能会在下一阶段的研究中得到解决，XENON1T将升级为XENONnT：活性氙质量是其前身的三倍。
南极冰层800米深处，科学家发现了"异形"生命，说明了什么？
南极冰层800米深处，科学家发现了"异形"生命，说明了什么？南极大陆是人类历史上最晚发现的一块陆地，总面积1400万平方公里，几乎全部被冰雪所覆盖，平均冰层厚度2500米，最厚处达4000多米。南极冰盖包含的冰川水量，相当于地球上冰川总量的80%以上。而关于南极冰盖以下到底是什么样的环境，一直以来都是科学家们感兴趣的研究领域。
南极洲的形成历史根据德国物理学家魏格纳提出的地球漂移说理论，地球在距今40多亿年前形成原始海洋之时，只有一块整体的大陆，由于组成的这块“联合古陆”的组成物质密度要小于海洋板块的地壳物质密度，因此看上去就像漂浮在海洋之上。这块大陆面积十分巨大，无时无刻不再受到地球自转离心力、月球和太阳对地球海洋的潮汐力影响，因此整块的大陆一直以来都具有分裂的趋势。
据后来的科学家们进一步研究发现，南极洲目前所在的位置，一开始并没有任何陆地存在。而现在的南极洲的大部分陆地，在3－5亿年之前应该还是“联合古陆”的一部分，此后随着古陆的分离，其中分离出来的一大块陆地，包含了现在的非洲、南美洲和南极洲的大部分，被称为“古冈瓦那大陆”。而在1.2亿年前的侏罗纪中期，古冈瓦那大陆又继续分离出3个部分，分别向3个方向缓慢飘移，其中南极洲的主体大陆一直向着南极点的方向靠近，一直持续到约3000多万年前，才移动了现在南极洲的位置。
而之所以大陆的漂移速率有越来越快的趋势，主要是由于大陆板块漂移的内外合力加大有关，除了刚才所说的由于引力和旋转原因造成的巨大离心力和潮汐力以外，其地球内部产生的板块漂移催化作用也越来越明显。由于地球不同区域地壳的组成成分略有差异，而且大陆和大洋地壳的密度不同，在板块与板块相接处是地壳相对最薄弱的地方，而且海洋地壳相对陆地来说普遍要薄很多，来自上地幔熔融态物质往往会从大洋中脊流出，遇冷的海水凝固形成新的大洋地壳，然后推动旧的地壳向两侧移动，在软流层的运动加持下，地球各个板块就会发生相应的水平运动。
以上关于南极洲的演变历史，可以从非洲、南美洲、南极洲的地质构造、沿海区域的海岸线、煤炭资源分布、一些古生物化石的相似性或者相容性得到一定的验证。南极冰层下面发现的生命其实在南极大陆漂移到目前位置之前，所处的区位气候也是比较温暖湿润的，这从南极洲冰层之下勘探出的煤炭就可以得到佐证。只不过，随着南极大陆的逐渐南迁，温度逐渐下降，气候日益恶劣，大片冰川逐渐覆盖了南极大陆，很多物种在漂移过程中相继灭绝。
在上世纪60年代，苏联地理学家卡皮查在乘坐飞机经过南极洲时，发现一块大面积的平坦区域，认为冰层下面可能存在巨大湖泊，这是科学家们第一次提出这样的观点。后来又经过了10多年，英国科学家在此进行冰层厚度检测实验时，发现冰层之下4000米的巨大区域相关数据显示异常状态，可能存在着面积很大的冰下湖泊。1996年时，这里存在湖泊的猜测终于得到证实，科学家们通过卫星测量和透冰雷达的综合应用，在俄罗斯东方站的下面，发现了一个面积与安大略湖相近、平均深度500米左右的巨大湖泊，人们将这个湖泊命名为沃斯托克湖。
此后，科学家们又通过相应的探测和研究分析，相继在南极冰盖下面发现了400个地下湖泊，比较有名的有惠兰斯湖、埃尔斯沃思湖、东方湖、默瑟湖等。对于这400多个地下湖泊，科学家们在其中的若干湖泊中，通过钻探冰层的方式，取出了其中的水样进行分析，结果令人大吃一惊，在几乎与世隔绝的水中，竟然发现含有不同种类的生命体存在！在距离冰面3400米的沃斯托克湖水样中，检测发现出3507个基因序列，经研究其中94%来源于细菌、6%来源于真核生物。
通过进一步的深入研究，科学家们认为，沃斯托克湖中，可能含有复杂的生物系统，其中含有细菌、真菌和原生生物，或者更为复杂的软体动物的可能性很大。在距离冰面800米的惠兰斯湖水样中，每毫升湖水中含有13万个细胞结构，并且通过DNA测序，发现含有3931种细菌和古细菌。在距离冰面700多米的罗斯冰架基线附近，通过穿过用热水钻的打的孔洞，水下机器人拍摄到了水下的画面，竟然发现了20多条半透明的鱼、以及一些红色的甲壳类生物。
虽然钻探的这个区域为陆上冰盖向海洋延伸的部分，并不是地下冰湖，但是相对封闭的地下环境，也使这个由冰体流入的区域被围成了一个“内海”，这里的生态系统几乎完全与外界海洋隔离开来。南极冰层之下发现生命的启示南极大陆冰层之下，由于承受着巨大冰盖所带来的压力，这里的水体中的压力，将会比正常情况下地表之中的水压大上几十甚至几百倍，而且氧气、氮气的浓度也因巨大的压力形成了过饱和的状态。
而且这里受冰层的阻挡，阳光不可能照射进来，外界能量的输入量极小，非常不利于生物的生存和繁衍，生态系统的运行也势必处于非常缓慢的“低速”运转之中。不过，从南极大陆巨大的冰盖之下能够发现生命，虽然以低等级的生命体为主，但也给了我们不少的启示。地球的幸运。地球相对于宇宙来说，是一个“幸运儿”，众多适合生命诞生的条件完美地组合在了一起，使地球上形成了形形色色的生命形态，组成了一个个或简单或复杂的生态系统。
生命力的顽强。无论地球环境条件如何，都有生命体相应的生存策略。无论是恐怖漆黑的海底、炙热的火山口周围，还是炎热干旱的沙漠、巨在冰盖之下的南极湖泊，都能够或多或少地发现生命体的踪迹，不得不佩服生命的神奇和生命力的强大。生命进化依赖于环境。在一个开放型的生态系统中，处于不同生态位的生物，其进化途径会因为自然环境的多变性、能级承载对象的复杂性以及自身基因突变的选择性，使得进化树上的变化多姿多彩，形成了众多分支，演化为多种多样的生物世界。
而像南极冰下湖泊的生命体，如果处在一个相对狭小和封闭的环境中，那么，无论是从能量的获取、物质的输入和循环方面，都需要以更加有效的新陈代谢方式、更加适宜能量聚集和利用的方式，来推动形成生命体的相应形态、结构和种群，与开放型的生态系统会形成截然不同的生态系统结构和功能。必须敬畏生命。地球上每个生物体的生命，都来之不易，要更加牢固树立尊重自然、敬畏生命的意识，积极倡导和实践人与自然和谐共生，用心去聆听大自然的声音。
总结一下南极冰下湖泊发现生命体，既让我们吃惊，其实细想起来也不出意料，地球本来就是一个由众多生命体构成的多彩世界，是一个非常适合生命体存在的宜居星球，生命力的顽强、生物进化的能力，绝对超出我们的想像。从目前来看，我们对地球包括地球生命的认知还处在一个比较低级的层面，还有更多需要深入研究和破解的难题和疑惑等待着我们，这其实也是科学的力量，推动科学前行的力量。
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