Fysikere bag LUX-ZEPLIN-eksperimentet har rapporteret en enkelt partikelinteraktion, de ikke kan forklare med kendte baggrundssignaler. Resultatet er det stærkeste hint om mørkt stof, projektet har produceret, selvom det ikke er en opdagelse.
Mørkt stof udgør omkring 85% af massen i universet, men ingen har direkte påvist det. LUX-ZEPLIN, kendt som LZ, er en af verdens mest følsomme detektorer bygget til at søge efter svagt interagerende massive partikler, WIMPs.
Et enkelt glimt, en mil nede
Detektoren indeholder syv tons flydende xenon i en tank begravet omkring en mil under Black Hills i South Dakota på Sanford Underground Research Facility. Klippen ovenover skærmer den mod kosmisk stråling, og xenonen holdes ekstremt stille, så en sjælden kollision skiller sig ud.
Den uforklarlige hændelse blev logget den 16. juni 2023 klokken 15:22 og 39 sekunder. En ny analyse fandt det svært at tilskrive den almindeligt stof.
Hvis hændelsen kom fra mørkt stof, ville WIMP'en bag have en masse på mindst 200 gigaelektronvolt, eller mere end 200 gange en protons masse.
Hvorfor det ikke er en opdagelse endnu
Analysen når 2,6 sigma. Det betyder, at der er omkring 0,5% chance for, at hændelsen kan forklares med kendte baggrunde. Fysikere kræver 5-sigma-signifikans, omkring en chance i 3,5 millioner for et falsk signal, før noget kaldes en opdagelse.
Enkelthændelser er også svære at fortolke. En detektor kan registrere et usædvanligt glimt af grunde, der intet har med ny fysik at gøre, fra sporkontaminering til en sjælden kombination af almindelige interaktioner.
Teamet præsenterede resultatet på 2026 TeV Particle Astrophysics-konferencen i Japan og indsendte en artikel til Physical Review Letters.
Hvad mere data ville betyde
LZ indsamler stadig. Mere eksponeringstid øger chancen for, at et ægte signal gentages, hvilket er den reneste måde at skelne mørkt stof fra støj. Forskere siger, at næste dataudgivelse vil afgøre, om hintet overlever.
Andre eksperimenter jagter samme mål med forskellige teknologier, og et bekræftet signal fra mere end én detektor ville være langt sværere at afvise.