Fyysikot, jotka käyttävät LUX-ZEPLIN (LZ) -pimeän aineen ilmaisinta, joka on haudattu syvälle entiseen Etelä-Dakotan kultakaivokseen, sanovat tallentaneensa yksittäisen hiukkasvuorovaikutuksen, jota he eivät voi helposti selittää. He eivät väitä löytäneensä pimeää ainetta, mutta tapahtuma sijaitsee alueella, jossa todellinen signaali olisi odotettavissa.
Ilmaisin, joka on rakennettu harvinaisia tapahtumia varten
LZ on kansainvälinen yhteistyö, johon osallistuu noin 250 tutkijaa ja insinööriä 39 instituutiosta. Ilmaisin sisältää 10 tonnia ultrapuhdasta nestemäistä ksenonia ja sijaitsee 1,6 kilometriä maan alla Sanfordin maanalaisessa tutkimuslaitoksessa Leadissa, Etelä-Dakotassa, jossa yläpuolella oleva kivi estää suurimman osan kosmisesta kohinasta. Se on suunniteltu havaitsemaan heikosti vuorovaikuttavia massiivisia hiukkasia eli WIMP:eja, jotka ovat yksi johtavista pimeän aineen ehdokkaista, näkymättömän aineen, joka muodostaa suurimman osan maailmankaikkeuden massasta.
Yksi tapahtuma hiljaisessa nurkassa
Ryhmä tutki 220 päivän dataa, joka kerättiin maaliskuun 2023 ja huhtikuun 2024 välillä, tällä kertaa etsien laajempaa energia-aluetta kuin aiemmat tutkimukset kattoivat. Datasta he löysivät yksittäisen tapahtuman ilmaisimen osasta, jota ei ollut tutkittu aiemmin. "Ei vaadittaisi montaa [tapahtumaa] edustamaan ensimmäistä todellista pimeän aineen havaintoa", sanoi Carmen Carmona, joka johtaa LZ-ryhmää Penn Statessa. Hän sanoi ryhmän viettäneen kuukausia sulkien pois taustalähteet ennen tuloksen jakamista. Jos tapahtuman aiheutti pimeä aine, hiukkanen painaisi todennäköisesti vähintään 200 GeV, eli yli 200 kertaa protonin massan.
Kaukana löydöstä
Signaali kantaa tilastollisen painon 2,6 sigmaa, mikä tarkoittaa, että on noin 0,5 prosentin mahdollisuus, että se on tunnettujen taustojen sattuma. Fyysikot vaativat yleensä 5 sigmaa ennen löydön julistamista. "Emme väitä nähneemme pimeää ainetta", sanoi Rick Gaitskell Brownin yliopistosta, LZ:n tiedottaja. "Mutta olemme nähneet jotain mielenkiintoista, jonka haluamme jakaa tiedeyhteisön kanssa." Tulokset toimitetaan Physical Review Letters -lehteen, ja ryhmä aikoo jatkaa ilmaisimen käyttöä kerätäkseen lisää dataa.