Jautriausias pasaulyje tamsiosios materijos detektorius užfiksavo nepaaiškinamą signalą

Jautriausias pasaulyje tamsiosios materijos detektorius užfiksavo vienintelę, nepaaiškinamą dalelių sąveiką, kuri, tyrėjų teigimu, yra labiausiai intriguojantis potencialus tamsiosios materijos signalas per visą šio eksperimento istoriją. Šis atradimas, pristatytas „TeV Particle Astrophysics“ konferencijoje Tende (Japonija), toli gražu nesiekia to, ko fizikams reikia atradimui paskelbti, tačiau sukėlė atsargų entuziazmą tarp 250 mokslininkų, bendradarbiaujančių vykdant „LUX-ZEPLIN“ eksperimentą.

Netikėtas įvykis po žeme

LZ eksperimente, vykstančiame beveik pusantro kilometro gylyje po žeme Sanfordo požeminių tyrimų centre Pietų Dakotoje, naudojamos septynios tonos skysto ksenono, skirto ieškoti silpnai sąveikaujančių masyvių dalelių (angl. weakly interacting massive particles, arba WIMP), kurios laikomos vienomis realiausių kandidačių į tamsiąją materiją. Mokslininkų grupė anomalų įvykį nustatė duomenyse, surinktuose per 220 aktyvaus darbo dienų nuo 2023 m. kovo iki 2024 m. balandžio mėnesio, ieškodama aukštesnės energijos signalų nei tie, kurie buvo tirti ankstesnėse analizėse.imperial

Gautas rezultatas pasižymi 2,6 sigmos statistiniu patikimumu: tai pastebimas rodiklis, tačiau jis nesiekia 5 sigmų slenksčio, kuris dalelių fizikoje tradiciškai laikomas būtinu atradimui patvirtinti. Jei šį įvykį sukėlė tamsioji materija, tai rodytų sunkesnio tipo WIMP dalelę, nei iš pradžių tikėjosi daugelis tyrėjų.imperial

Browno universiteto profesorius ir LZ atstovas Rickas Gaitskellas teigė: „Mus labai suintrigavo šis įvykis duomenyse, būtent toje srityje, kurioje tikimės išvysti tamsiąją materiją ir kur foninis triukšmas yra labai mažas. Turėdami tik vieną įvykį, nenorime skubėti. Mes neteigiame, kad pamatėme tamsiąją materiją.“imperial

Atsargumas ir tolesni žingsniai

Mokslininkų grupė jau yra sukaupusi gerokai daugiau duomenų, nei buvo panaudota šioje analizėje. Dabar tyrėjai vertins šiuos papildomus stebėjimus, kad nustatytų, ar signalas sustiprės, išblės, ar vis dėlto jį galima priskirti anksčiau neidentifikuotam foniniam procesui.imperial

Londono imperiškojo koledžo profesorius Henrique Araújo pažymėjo, kad „retų įvykių paieškos taip pat yra jautrios retiems foniniams triukšmams, todėl, norėdami būti tikri, turime išanalizuoti daugiau duomenų“. Žvelgiant į ateitį, siūloma XLZD retų įvykių observatorija, kurioje būtų maždaug dešimt kartų daugiau skysto ksenono nei LZ detektoriuje, galėtų pradėti veikti iki 2030-ųjų vidurio ir būtų pajėgi užfiksuoti šimtus panašių sąveikų.imperial

Lygiagreti pažanga neutrinų aptikimo srityje

Atskirame pranešime, paskelbtame rugpjūčio 31 d. Italijos Gran Saso nacionalinėje laboratorijoje, „XENON“ bendradarbiavimo grupė pranešė apie pirmą kartą užfiksuotą mažos energijos saulės neutrinų sklaidą nuo elektronų savo „XENONnT“ detektoriuje. Taip buvo pasiektas maždaug 17 keV neutrinų energijos slenkstis, kuris yra mažiausias kada nors užregistruotas rodiklis. Užfiksuotame signale dominuoja protonų-protonų neutrinai, susidarantys termobranduolinėse reakcijose, kurios maitina Saulę. Šis 5 sigmų rezultatas įrodo, kad technologija, sukurta tamsiosios materijos paieškai, dabar atveria naujas galimybes neutrinų fizikoje. Abu eksperimentai kloja pamatus XLZD projektui, kuriuo siekiama pakelti tamsiosios materijos paieškas ir retų dalelių sąveikos tyrimus į precedento neturintį jautrumo lygį.azoquantum+2