Natuurkundigen achter het LUX-ZEPLIN-experiment melden één deeltjesinteractie die ze niet kunnen verklaren met bekende achtergrondsignalen. Het resultaat is de sterkste aanwijzing voor donkere materie die het project heeft opgeleverd, al is het geen ontdekking.
Donkere materie vormt ongeveer 85% van de massa in het universum, maar niemand heeft het direct gedetecteerd. LUX-ZEPLIN, bekend als LZ, is een van 's werelds gevoeligste detectoren voor weakly interacting massive particles, of WIMP's.
Eén flits, een mijl diep
De detector bevat zeven ton vloeibaar xenon in een tank ongeveer een mijl onder de Black Hills van South Dakota, bij de Sanford Underground Research Facility. Rots erboven schermt af tegen kosmische straling en het xenon wordt extreem stil gehouden zodat een zeldzame botsing opvalt.
De onverklaarde gebeurtenis werd geregistreerd op 16 juni 2023, om 39 seconden na 15:22. Een nieuwe analyse vindt het moeilijk om die aan gewone materie toe te schrijven.
Als de gebeurtenis van donkere materie kwam, zou de WIMP erachter een massa hebben van minstens 200 gigaelektronvolt, meer dan 200 keer de massa van een proton.
Waarom het nog geen ontdekking is
De analyse bereikt 2,6 sigma. Dat betekent ongeveer 0,5% kans dat de gebeurtenis door bekende achtergronden kan worden verklaard. Natuurkundigen eisen 5 sigma, ongeveer één op 3,5 miljoen kans op een vals signaal, voordat iets een ontdekking heet.
Losse gebeurtenissen zijn ook moeilijk te interpreteren. Een detector kan een ongewone flits registreren om redenen die niets met nieuwe natuurkunde te maken hebben, van sporenverontreiniging tot een zeldzame combinatie van gewone interacties.
Het team presenteerde het resultaat op de TeV Particle Astrophysics-conferentie 2026 in Japan en diende een artikel in bij Physical Review Letters.
Wat meer data zou betekenen
LZ verzamelt nog steeds. Meer meettijd vergroot de kans dat een echt signaal zich herhaalt, de schoonste manier om donkere materie van ruis te scheiden. Onderzoekers zeggen dat de volgende datarelease beslist of deze hint standhoudt.
Andere experimenten jagen met verschillende technologieën op hetzelfde doel, en een bevestigd signaal uit meer dan één detector zou veel moeilijker te weerleggen zijn.