Մութ նյութի աշխարհի առաջատար դետեկտորը հայտնաբերել է անբացատրելի ազդանշան

LUX-ZEPLIN (LZ) փորձի գիտնականները, որն աշխարհում մութ նյութի ամենազգայուն դետեկտորն է, գրանցել են մասնիկների փոխազդեցության մեկ դեպք, որը չեն կարողանում բացատրել հայտնի ֆիզիկայի օրենքներով։ Թեև սա դեռ հայտնագործություն չէ, այն մութ նյութի տասնամյակներ տևող որոնումների ամենահետաքրքիր ակնարկն է։

Մեկ դեպք, որը մարտահրավեր է նետում բացատրությանը

LZ.230616 անվանումը ստացած անոմալ երևույթը ներկայացվել է սեպտեմբերի 1-ին Ճապոնիայում կայացած 2026 թվականի TeV մասնիկների աստղաֆիզիկայի գիտաժողովում և անմիջապես գրավել է ֆիզիկոսների համայնքի ուշադրությունը։ Հոդվածը պատրաստվում է ներկայացվել Physical Review Letters ամսագրին և հրապարակվել arXiv կայքում:independent+2

LZ-ն գործում է Հարավային Դակոտայի Սենֆորդի ստորգետնյա հետազոտական կենտրոնում՝ գետնից գրեթե մեկ մղոն խորության վրա։ Այն օգտագործում է 10 տոննա գերմաքուր հեղուկ քսենոն՝ որսալու լույսի այն թույլ բռնկումները, որոնք կազդարարեն սովորական նյութի և WIMP-ի՝ թույլ փոխազդող զանգվածային մասնիկի բախումը, որը մութ նյութի հիմնական թեկնածուներից է:sciencedaily+1

«Մենք շատ հետաքրքրված ենք տվյալների մեջ այս դեպքը տեսնելով այն տիրույթում, որտեղ ակնկալում ենք մութ նյութի դրսևորում, և որտեղ մրցակցող ֆոնային աղմուկը շատ ցածր է», — ասել է Բրաունի համալսարանի պրոֆեսոր և LZ-ի խոսնակ Ռիկ Գեյթսքելը։ «Միայն մեկ դեպքով մենք չենք ցանկանում շտապել։ Մենք չենք պնդում, որ տեսել ենք մութ նյութը, բայց տեսել ենք մի հետաքրքիր բան, որը ցանկանում ենք կիսել գիտական հանրության հետ՝ նրանց կարծիքը լսելու համար»:sci+1

Ի՞նչ են ցույց տալիս տվյալները

Համագործակցությունը վերլուծել է 2023 թվականի մարտից մինչև 2024 թվականի ապրիլն ընկած ժամանակահատվածի 220 օրվա տվյալները՝ ընդլայնելով որոնումները պարզ WIMP փոխազդեցություններից դուրս՝ ներառելով նաև այնպիսիները, որոնք կարող են ավելի շատ էներգիա կուտակել դետեկտորում։ Այս եզակի դեպքը ի հայտ է եկել տվյալների բազայի նախկինում չուսումնասիրված հատվածում:independent+1

Արդյունքը կազմում է 2.6 սիգմա, ինչը համապատասխանում է հայտնի ֆոնային ազդանշաններից ստացված վիճակագրական պատահականության մոտ 0.5% հավանականությանը։ Սա զգալիորեն ցածր է մասնիկների ֆիզիկայում հայտնագործություն հայտարարելու համար պահանջվող 5-սիգմա շեմից։ Եթե այն առաջացել է մութ նյութից, ապա համապատասխան WIMP-ի զանգվածը կլինի առնվազն 200 GeV/c², ինչը 200 անգամ ավելի է պրոտոնի զանգվածից, և կմատնանշի փոխազդեցության մի տեսակ, որը դուրս է պարզ տեսական մոդելներից:sciencedaily+2

«Մենք չենք կարող բացատրել LZ.230616-ը մեր իմացած ֆոնային ազդանշաններով», — ասել է Կալիֆոռնիայի Սանտա Բարբարայի համալսարանի ֆիզիկայի պրոֆեսոր Հյու Լիպինկոտը, որը ղեկավարել է ներքին վերանայումը:independent

Հետագա քայլերը

Լոուրենս Բերկլիի ազգային լաբորատորիայի ֆիզիկոս Ահարոն Մանալայսեյը, որը ղեկավարում է LZ-ն, այն անվանել է «իմ աշխատած ցանկացած փորձի մեջ առաջին օրինակը, երբ արտառոց դեպքը բոլոր առումներով վավերական է թվում»:sciencedaily

Համագործակցությունն արդեն հավաքել է մոտ երկու անգամ ավելի շատ տվյալներ, որոնք այժմ ենթարկվում են չափաբերման և վերլուծության։ Այդ դիտարկումները կամ կամրապնդեն մութ նյութի վարկածը, կամ էլ LZ.230616-ը կդասեն վիճակագրական տատանումների երկար ցանկին, որոնք նախկինում ևս շփոթեցրել են ֆիզիկոսներին:independent+1