Fizycy prowadzący eksperyment LUX-ZEPLIN zgłosili pojedynczą interakcję cząstek, której nie potrafią wyjaśnić znanymi sygnałami tła. To najsilniejsza wskazówka ciemnej materii w projekcie, choć nie jest odkryciem.
Ciemna materia stanowi około 85% masy wszechświata, ale nikt nie wykrył jej bezpośrednio. LUX-ZEPLIN, znany jako LZ, to jeden z najczulszych detektorów do poszukiwań słabo oddziałujących masywnych cząstek, WIMP.
Pojedynczy błysk milę pod ziemią
Detektor zawiera siedem ton ciekłego ksenonu w zbiorniku zakopanym około mili pod wzgórzami Black Hills w Dakocie Południowej, w Sanford Underground Research Facility. Skała nad nim osłania go przed promieniowaniem kosmicznym, a ksenon jest bardzo cichy, by rzadka kolizja się wyróżniła.
Niewyjaśnione zdarzenie zarejestrowano 16 czerwca 2023 roku o 15:22:39. Nowa analiza uznała, że trudno przypisać je zwykłej materii.
Gdyby zdarzenie pochodziło od ciemnej materii, stojący za nim WIMP miałby masę co najmniej 200 gigaelektronowoltów, ponad 200 razy większą od masy protonu.
Dlaczego to jeszcze nie odkrycie
Analiza osiąga 2,6 sigma. Oznacza to około 0,5% szansy, że zdarzenie wyjaśnia znane tło. Fizycy wymagają 5 sigma, około jednej na 3,5 miliona szans fałszywego sygnału, by mówić o odkryciu.
Pojedyncze zdarzenia są też trudne w interpretacji. Detektor może zarejestrować nietypowy błysk z powodów niezwiązanych z nową fizyką, od śladowych zanieczyszczeń po rzadką kombinację zwykłych interakcji.
Zespół przedstawił wynik na konferencji TeV Particle Astrophysics 2026 w Japonii i złożył pracę do Physical Review Letters.
Co oznaczałoby więcej danych
LZ wciąż zbiera dane. Dłuższa ekspozycja zwiększa szansę powtórzenia prawdziwego sygnału, co jest najczystszym sposobem oddzielenia ciemnej materii od szumu. Kolejna publikacja danych rozstrzygnie, czy wskazówka przetrwa.
Inne eksperymenty szukają tego samego celu innymi technologiami, a potwierdzony sygnał z więcej niż jednego detektora byłby znacznie trudniejszy do odrzucenia.