LUX-ZEPLIN実験を運営する物理学者は、既知の背景信号では説明できない単一の粒子相互作用を報告した。結果はプロジェクトが生んだ暗黒物質の最強の手がかりだが、発見には至らない。
暗黒物質は宇宙の質量の約85%を占めるが、直接検出されたことはない。LZとして知られるLUX-ZEPLINは、弱く相互作用する大質量粒子（WIMP）を探すために建造された世界で最も感度の高い検出器の一つだ。
地下1マイルの単一の閃光
検出器は、サウスダコタ州ブラックヒルズの地下約1マイル、サンフォード地下研究施設のタンクに7トンの液体キセノンを収める。上の岩が宇宙線を遮り、キセノンは極めて静かに保たれ、まれな衝突が際立つ。
説明できない事象は2023年6月16日午後3時22分39秒に記録された。新しい分析は、通常物質に帰するのを困難とした。
事象が暗黒物質由来なら、背後にあるWIMPの質量は少なくとも200ギガ電子ボルト、陽子の200倍以上となる。
なぜまだ発見でないか
分析は2.6シグマに達する。事象が既知の背景で説明される確率は約0.5%ということだ。物理学者は発見と呼ぶ前に5シグマ、偽信号の確率約350万分の1を要求する。
単一事象の解釈も難しい。検出器は、微量汚染から通常相互作用のまれな組み合わせまで、新物理と無関係な理由で異常な閃光を記録しうる。
チームは2026年TeV粒子天体物理会議で結果を発表し、Physical Review Lettersに論文を提出した。
さらなるデータの意味
LZはまだ収集中だ。露出時間が増えれば本物の信号が繰り返す可能性が高まり、暗黒物質とノイズを分ける最も明快な方法となる。研究者は次のデータ公開がこの手がかりの存続を決めると述べる。
他の実験も異なる技術で同じ標的を追い、複数の検出器からの確認信号ははるかに否定しにくい。