Detektor zbudowany do rejestrowania rzadkich zdarzeń
LZ to międzynarodowa współpraca około 250 naukowców i inżynierów z 39 instytucji. Detektor zawiera 10 ton ultraczystego ciekłego ksenonu i znajduje się 1,6 kilometra pod ziemią w Sanford Underground Research Facility w Lead w Dakocie Południowej, gdzie skała nad nim blokuje większość kosmicznego szumu. Zaprojektowano go do wychwytywania słabo oddziałujących masywnych cząstek, czyli WIMP-ów, jednego z głównych kandydatów na ciemną materię, niewidzialną substancję stanowiącą większość masy we wszechświecie.
Jedno zdarzenie w cichym zakątku
Zespół przeanalizował 220 dni danych zebranych między marcem 2023 a kwietniem 2024, tym razem badając szerszy zakres energii niż wcześniejsze badania. W tych danych znaleźli pojedyncze zdarzenie w części detektora, która nie była wcześniej badana. „Nie potrzeba wielu [zdarzeń], aby reprezentowały pierwsze prawdziwe wykrycie ciemnej materii” – powiedziała Carmen Carmona, kierująca grupą LZ na Penn State. Powiedziała, że zespół spędził miesiące na wykluczaniu źródeł tła przed opublikowaniem wyniku. Gdyby zdarzenie było spowodowane przez ciemną materię, cząstka prawdopodobnie ważyłaby co najmniej 200 GeV, czyli ponad 200 razy więcej niż masa protonu.
Daleko do odkrycia
Sygnał ma wagę statystyczną 2,6 sigma, co oznacza, że istnieje około 0,5 procent szansy, że jest to przypadek znanego tła. Fizycy zwykle wymagają 5 sigma przed ogłoszeniem odkrycia. „Nie twierdzimy, że widzieliśmy ciemną materię” – powiedział Rick Gaitskell z Brown University, rzecznik LZ. „Ale widzieliśmy coś interesującego, czym chcemy podzielić się ze społecznością naukową”. Wyniki zostaną przesłane do czasopisma Physical Review Letters, a zespół planuje kontynuować pracę detektora, aby zebrać więcej danych.