协调相对论与量子力学的粒子被发现，万有理论或将被证明

20世纪初对于人类物理学来说是一个伟大的时代，当有些人以为物理学已经完备时，相对论和量子力学被伟大的物理学家们提出并建立。这不仅让人类意识到了物理学还有很长的路要走，也带我们见识了大至宇宙天体，小到微观粒子，物理学世界到底有多么不可思议。

随着这两个领域的不断发展与突破，新的问题又出现了，那就是相对论和量子力学在某些方面无法协调，万有引力无法统一到其他四个基本作用力中。

轴子：万有理论的候选者

为了解释这个矛盾，科学家们提出了许多种猜想。其中一种猜想认为：宇宙中有一种叫做轴子的微观粒子，是宇宙大爆炸时产生的一种基本粒子。它不仅可以协调相对论与量子力学，甚至被认为是暗物质的有力竞争者之一。

轴子的概念在数十年前就被提出了，但科学家们始终都没有真正发现它。2019年的时候，马克斯·普朗克固体化学物理研究所和中国中科院大学等机构的联合科学家团队曾经宣布发现轴子，不过这个发现仍然有待确认。

最近，科学家们在轴子探索方面再次迎来了突破，在名为Magnificent Seven的中子星所发出的X射线中，他们似乎找到了轴子存在的证据。

明尼苏达大学的天文学家Raymond Co介绍说：“长期以来，不论是理论上还是实验中，寻找轴子都是高能粒子物理学的重点之一。我们认为轴子应该是存在的，但始终都没有发现它们。你可以将轴子想象为粒子中的幽灵，它们或许在宇宙中无处不在，但与我们的物质并没有强烈的相互作用，因此我们没有任何对轴子的观测。”

20世纪70年代，物理学家首次提出了轴子的概念。值得一提的是，轴子并不是为了解释暗物质或者作为万有理论的候选者而提出的，而是为了解释解决量子色动力学中的强CP问题，后来科学家们才发现了轴子可能扮演的重要角色。它可能是统一相对论和量子力学的弦理论中重要的一环，也被发现可能是暗物质的真实面貌。

尽管如此，很多科学家对于轴子的存在还是非常质疑的，因为还有很多理论不需要轴子就能解释这些问题。想要解决这个争论，最好的办法只有一个，那就是找到它们。

寻找宇宙中的轴子

根据轴子相关的理论，如果它真的存在，那么我们可以在恒星内部寻找它。注意，这里提到的轴子，和暗物质理论中的轴子并不完全相同，它们同属于轴子但是有所区别。但只要证明了其中一种，另一种也就得到了确认。

而寻找恒星内部的轴子，可以通过其过量的辐射。

根据物理学家的推测，在磁场的作用下，轴子可能会衰变为两个光子，而光子就是电磁波的本质。因此，如果我们在可能发生这种衰变的地方真的发现了比其他理论上更多的电磁辐射，那就很有可能意味着轴子真的存在。

就在名为Magnificent Seven的中子星上，科学家真的发现了超量的硬X射线，轴子的存在再一次获得了重要证据。

Magnificent Seven中文译作豪勇七蛟龙，它并不是一颗单独的中子星，而是分布于120-500秒差距（1秒差距=3.26光年）的七颗中子星。显然，它们并不是属于同一个星团，但却具有着一些相同的特征，比如都是刚刚形成于几十万年前。

在冰冷的宇宙中，这些中子星在持续地降温，同时会释放出低能X射线。同时，它们的磁场也非常强大，甚至达到了地磁场的数万亿倍，这足以促使轴子的衰变。再加上相对并不遥远的距离，这些因素都使得这些中子星成为了寻找恒星中轴子的绝佳对象。

过量的X射线

美国劳伦斯伯克利国家实验室的物理学家Benjamin Safdi对这些天体非常感兴趣，遂利用多台望远镜对它们进行了观测，果然发现了同类型的其他中子星所不具备的高能X射线。

发现了高能X射线不算完，因为他们还需要确定这些射线的确是来自于观测的几颗中子星。毕竟宇宙中可能发出X射线的天体或天文现象太多了，比如中子星中的脉冲星，或者是Magnificent Seven附近的其他未被发现的X射线源。

第一个猜想很快就被推翻了，因为脉冲星会释放出无线电波，而Safdi等人接收到的信号中并没有发现。随后，Safdi又借助世界上最强大的X射线望远镜XMM-牛顿卫星和钱德拉望远镜进行观测，确认了接收到的X射线的确来自于这七颗中子星。

在排除了其他所有已知的机制可能之后，Safdi宣布：“我们非常自信这种过量是真实存在的，并且相信这其中有新的发现。如果我们能100%确定自己观测到的是一种全新的粒子，那么对于物理学来说将是一次重大的革命。”

从科学的严谨态度上来讲，Safdi并没有宣布他们发现的就是轴子，只是说这是一种目前人类还不知道的天体物理学过程，甚至可能是望远镜数据中出现了一些误差。

他表示：“我们并不是在宣布自己已经在轴子方面取得重大突破，而只是说轴子可以解释这种过量的X射线。这是X射线中过量光子的喜人发现，是一种令人期待的可能性，它至少已经符合了我们对轴子的解释。”

未来观测

接下来，他们期待能够借助更多世界上先进的X射线望远镜来验证这个发现，除了刚才提到的XMM-牛顿卫星和钱德拉望远镜之外，还有NASA未来的核光谱望远镜阵列。此外，他们还期待能够对一些磁化的白矮星进行观测，如果能观测到类似的现象，那么我们离发现轴子就更进一步了。

总之，轴子的存在与否，决定了当今物理学界许多最最困难的问题答案。一旦被发现，人类物理学恐怕将会迎来一次地震——我们期待这种地震。