Физики, работающие с экспериментом LUX-ZEPLIN, сообщили о единичном взаимодействии частиц, которое они не могут объяснить известными фоновыми сигналами. Это самый сильный намёк на тёмную материю, полученный проектом, хотя до открытия он не дотягивает.
Тёмная материя составляет примерно 85% массы Вселенной, но её никто не обнаружил напрямую. LUX-ZEPLIN, известный как LZ, — один из самых чувствительных детекторов в мире, созданных для поиска слабовзаимодействующих массивных частиц, или WIMP.
Одна вспышка на глубине мили
Детектор содержит семь тонн жидкого ксенона в резервуаре, закопанном примерно на милю под Блэк-Хиллз в Южной Дакоте, в подземном исследовательском центре Санфорда. Порода сверху защищает его от космических лучей, а ксенон поддерживается в исключительной тишине, чтобы редкое столкновение выделялось.
Необъяснённое событие было зафиксировано 16 июня 2023 года в 3:22:39 пополудни. Новый анализ показал, что его трудно отнести к обычной материи.
Если событие пришло от тёмной материи, стоящий за ним WIMP имел бы массу не менее 200 гигаэлектронвольт, то есть более чем в 200 раз больше массы протона.
Почему это ещё не открытие
Анализ достигает 2,6 сигма. Это означает примерно 0,5% вероятность, что событие объясняется известными фонами. Физики требуют значимости 5 сигма — примерно один шанс из 3,5 млн на ложный сигнал, — прежде чем называть что-то открытием.
Единичные события также трудно интерпретировать. Детектор может зарегистрировать необычную вспышку по причинам, не связанным с новой физикой, — от следовых загрязнений до редкого сочетания обычных взаимодействий.
Команда представила результат на конференции по физике частиц TeV 2026 года в Японии и направила статью в Physical Review Letters.
Что дадут новые данные
LZ продолжает сбор. Большее время экспозиции повышает шанс, что реальный сигнал повторится, — это самый чистый способ отделить тёмную материю от шума. Исследователи говорят, что следующий выпуск данных решит, выживет ли этот намёк.
Другие эксперименты преследуют ту же цель с иными технологиями, и подтверждённый сигнал от более чем одного детектора будет гораздо труднее отклонить.