Các nhà vật lý sử dụng máy dò vật chất tối LUX-ZEPLIN (LZ), được chôn sâu trong một mỏ vàng cũ ở Nam Dakota, cho biết họ đã ghi nhận một tương tác hạt mà họ không thể dễ dàng giải thích. Họ không tuyên bố đã tìm thấy vật chất tối, nhưng sự kiện này nằm ở khu vực nơi tín hiệu thực sự sẽ được mong đợi.
Một máy dò được chế tạo cho các sự kiện hiếm
LZ là một hợp tác quốc tế gồm khoảng 250 nhà khoa học và kỹ sư từ 39 tổ chức. Máy dò chứa 10 tấn xenon lỏng siêu tinh khiết và nằm cách mặt đất 1,6 km tại Cơ sở Nghiên cứu Ngầm Sanford ở Lead, Nam Dakota, nơi đá phía trên chặn hầu hết nhiễu vũ trụ. Nó được thiết kế để bắt các hạt tương tác yếu lớn, hay WIMP, một trong những ứng viên hàng đầu cho vật chất tối, chất vô hình tạo nên phần lớn khối lượng trong vũ trụ.
Một sự kiện trong một góc yên tĩnh
Nhóm nghiên cứu đã xem xét 220 ngày dữ liệu thu thập từ tháng 3 năm 2023 đến tháng 4 năm 2024, lần này tìm kiếm một phạm vi năng lượng rộng hơn so với các nghiên cứu trước đó. Trong dữ liệu đó, họ tìm thấy một sự kiện duy nhất trong một phần của máy dò chưa được kiểm tra trước đây. "Sẽ không cần nhiều [sự kiện] để đại diện cho lần phát hiện vật chất tối thực sự đầu tiên," Carmen Carmona, người đứng đầu nhóm LZ tại Penn State, cho biết. Cô nói nhóm đã dành nhiều tháng để loại trừ các nguồn nền trước khi chia sẻ kết quả. Nếu sự kiện này do vật chất tối gây ra, hạt này có khả năng nặng ít nhất 200 GeV, tức hơn 200 lần khối lượng proton.
Còn lâu mới đạt đến khám phá
Tín hiệu mang trọng số thống kê 2,6 sigma, nghĩa là có khoảng 0,5% khả năng đó là sự trùng hợp ngẫu nhiên của các nền đã biết. Các nhà vật lý thường yêu cầu 5 sigma trước khi tuyên bố một khám phá. "Chúng tôi không tuyên bố đã thấy vật chất tối," Rick Gaitskell của Đại học Brown, người phát ngôn của LZ, cho biết. "Nhưng chúng tôi đã thấy điều gì đó thú vị mà chúng tôi muốn chia sẻ với cộng đồng khoa học." Kết quả sẽ được gửi đến tạp chí Physical Review Letters, và nhóm nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục vận hành máy dò để thu thập thêm dữ liệu.