Физики, использующие детектор темной материи LUX-ZEPLIN (LZ), захороненный глубоко в бывшей золотой шахте в Южной Дакоте, заявили, что зафиксировали одно взаимодействие частиц, которое не могут легко объяснить. Они не утверждают, что нашли темную материю, но событие находится в области, где ожидался бы реальный сигнал.
Детектор, созданный для редких событий
LZ — это международная коллаборация из около 250 ученых и инженеров из 39 учреждений. Детектор содержит 10 тонн сверхчистого жидкого ксенона и находится на глубине 1,6 километра под землей в Научно-исследовательском центре Сэнфорда в Лиде, Южная Дакота, где порода сверху блокирует большую часть космического шума. Он предназначен для улавливания слабо взаимодействующих массивных частиц, или WIMP, одного из ведущих кандидатов на роль темной материи, невидимого вещества, составляющего большую часть массы Вселенной.
Одно событие в тихом углу
Команда изучила 220 дней данных, собранных с марта 2023 года по апрель 2024 года, на этот раз исследуя более широкий диапазон энергий, чем в более ранних исследованиях. В этих данных они нашли одно событие в части детектора, которая ранее не изучалась. «Не потребуется много [событий], чтобы представить первое реальное обнаружение темной материи», — сказала Кармен Кармона, которая возглавляет группу LZ в Пенсильванском университете. Она сказала, что команда потратила месяцы на исключение фоновых источников, прежде чем поделиться результатом. Если событие было вызвано темной материей, частица, вероятно, весила бы не менее 200 ГэВ, что более чем в 200 раз превышает массу протона.
Далеко до открытия
Сигнал имеет статистическую значимость 2,6 сигма, что означает примерно 0,5-процентную вероятность того, что это случайность известных фонов. Физики обычно требуют 5 сигма, прежде чем объявить об открытии. «Мы не утверждаем, что видели темную материю», — сказал Рик Гайтскелл из Брауновского университета, представитель LZ. «Но мы видели нечто интересное, чем хотим поделиться с научным сообществом». Результаты будут представлены в журнал Physical Review Letters, и команда планирует продолжить работу детектора для сбора дополнительных данных.