20世紀初對於人類物理學來說是一個偉大的時代，當有些人以為物理學已經完備時，相對論和量子力學被偉大的物理學家們提出並建立。這不僅讓人類意識到了物理學還有很長的路要走，也帶我們見識了大至宇宙天體，小到微觀粒子，物理學世界到底有多麼不可思議。

隨著這兩個領域的不斷髮展與突破，新的問題又出現了，那就是

相對論和量子力學在某些方面無法協調，萬有引力無法統一到其他四個基本作用力中

。

軸子：萬有理論的候選者

為了解釋這個矛盾，科學家們提出了許多種猜想。其中一種猜想認為：

宇宙中有一種叫做軸子的微觀粒子，是宇宙大爆炸時產生的一種基本粒子。它不僅可以協調相對論與量子力學，甚至被認為是暗物質的有力競爭者之一

。

軸子的概念在數十年前就被提出了，但科學家們始終都沒有真正發現它。2019年的時候，馬克斯·普朗克固體化學物理研究所和中國中科院大學等機構的聯合科學家團隊曾經宣佈發現軸子，不過這個發現仍然有待確認。

最近，科學家們在軸子探索方面再次迎來了突破，在名為Magnificent Seven的中子星所發出的X射線中，他們似乎找到了軸子存在的證據。

明尼蘇達大學的天文學家Raymond Co介紹說：“長期以來，不論是理論上還是實驗中，尋找軸子都是高能粒子物理學的重點之一。我們認為軸子應該是存在的，但始終都沒有發現它們。你可以將軸子想象為粒子中的幽靈，它們或許在宇宙中無處不在，但與我們的物質並沒有強烈的相互作用，因此我們沒有任何對軸子的觀測。”

20世紀70年代，物理學家首次提出了軸子的概念。值得一提的是，

軸子並不是為了解釋暗物質或者作為萬有理論的候選者而提出的，而是為了解釋解決量子色動力學中的強CP問題，後來科學家們才發現了軸子可能扮演的重要角色。它可能是統一相對論和量子力學的弦理論中重要的一環，也被發現可能是暗物質的真實面貌。

儘管如此，很多科學家對於軸子的存在還是非常質疑的，因為還有很多理論不需要軸子就能解釋這些問題。想要解決這個爭論，最好的辦法只有一個，那就是找到它們。

尋找宇宙中的軸子

根據軸子相關的理論，如果它真的存在，那麼我們可以在恆星內部尋找它。注意，這裡提到的軸子，和暗物質理論中的軸子並不完全相同，它們同屬於軸子但是有所區別。但只要證明了其中一種，另一種也就得到了確認。

而尋找恆星內部的軸子，可以透過其過量的輻射。

根據物理學家的推測，

在磁場的作用下，軸子可能會衰變為兩個光子，而光子就是電磁波的本質。因此，如果我們在可能發生這種衰變的地方真的發現了比其他理論上更多的電磁輻射，那就很有可能意味著軸子真的存在。

就在名為Magnificent Seven的中子星上，科學家真的發現了超量的硬X射線，軸子的存在再一次獲得了重要證據。

Magnificent Seven中文譯作豪勇七蛟龍，它並不是一顆單獨的中子星，而是分佈於120-500秒差距（1秒差距=3。26光年）的七顆中子星。顯然，它們並不是屬於同一個星團，但卻具有著一些相同的特徵，比如都是剛剛形成於幾十萬年前。

在冰冷的宇宙中，這些中子星在持續地降溫，同時會釋放出低能X射線。同時，它們的磁場也非常強大，甚至達到了地磁場的數萬億倍，這足以促使軸子的衰變。再加上相對並不遙遠的距離，這些因素都使得這些中子星成為了尋找恆星中軸子的絕佳物件。

過量的X射線

美國勞倫斯伯克利國家實驗室的物理學家Benjamin Safdi對這些天體非常感興趣，遂利用多臺望遠鏡對它們進行了觀測，果然發現了同類型的其他中子星所不具備的高能X射線。

發現了高能X射線不算完，因為他們還需要確定這些射線的確是來自於觀測的幾顆中子星。畢竟宇宙中可能發出X射線的天體或天文現象太多了，比如中子星中的脈衝星，或者是Magnificent Seven附近的其他未被發現的X射線源。

第一個猜想很快就被推翻了，因為脈衝星會釋放出無線電波，而Safdi等人接收到的訊號中並沒有發現。隨後，Safdi又藉助世界上最強大的X射線望遠鏡

XMM-牛頓衛星

和

錢德拉望遠鏡

進行觀測，確認了接收到的X射線的確來自於這七顆中子星。

在排除了其他所有已知的機制可能之後，Safdi宣佈：“我們非常自信這種過量是真實存在的，並且相信這其中有新的發現。如果我們能100%確定自己觀測到的是一種全新的粒子，那麼對於物理學來說將是一次重大的革命。”

從科學的嚴謹態度上來講，Safdi並沒有宣佈他們發現的就是軸子，只是說這是一種目前人類還不知道的天體物理學過程，甚至可能是望遠鏡資料中出現了一些誤差。

他表示：“我們並不是在宣佈自己已經在軸子方面取得重大突破，而只是說軸子可以解釋這種過量的X射線。這是X射線中過量光子的喜人發現，是一種令人期待的可能性，它至少已經符合了我們對軸子的解釋。”

未來觀測

接下來，他們期待能夠藉助更多世界上先進的X射線望遠鏡來驗證這個發現，除了剛才提到的XMM-牛頓衛星和錢德拉望遠鏡之外，還有NASA未來的

核光譜望遠鏡陣列

。此外，他們還期待能夠對一些磁化的白矮星進行觀測，如果能觀測到類似的現象，那麼我們離發現軸子就更進一步了。

總之，軸子的存在與否，決定了當今物理學界許多最最困難的問題答案。一旦被發現，人類物理學恐怕將會迎來一次地震——我們期待這種地震。