Jautriausias pasaulyje tamsiosios medžiagos detektorius užfiksavo nepaaiškinamą signalą

Mokslininkai, dirbantys su LUX-ZEPLIN (LZ) eksperimentu, jautriausiu pasaulyje tamsiosios medžiagos detektoriumi, užfiksavo vieną dalelių sąveiką, kurios negali paaiškinti remdamiesi žinoma fizika. Šis rezultatas, nors ir toli gražu nėra atradimas, yra labiausiai intriguojanti užuomina per kelis dešimtmečius trunkančias tamsiosios medžiagos paieškas.

Paaiškinimui nepaklūstantis įvykis

Anomalus įvykis, pavadintas LZ.230616, buvo pristatytas rugsėjo 1 d. Japonijoje vykusioje 2026 m. „TeV Particle Astrophysics“ konferencijoje ir iškart patraukė fizikų bendruomenės dėmesį. Mokslinį straipsnį planuojama pateikti žurnalui „Physical Review Letters“ ir paskelbti „arXiv“ platformoje.independent+2

LZ veikia beveik mylios gylyje po žeme Sanfordo požeminių tyrimų centre Pietų Dakotoje. Jame naudojama 10 tonų itin gryno skysto ksenono, siekiant užfiksuoti silpnus šviesos blyksnius, kurie reikštų įprastos medžiagos susidūrimą su WIMP: silpnai sąveikaujančia masyvia dalele, viena iš pagrindinių kandidačių į tamsiąją medžiagą.sciencedaily+1

„Mus labai suintrigavo šis įvykis duomenyse, būtent toje srityje, kurioje tikimės išvysti tamsiąją medžiagą ir kur konkuruojantis foninis triukšmas yra labai mažas“, teigė Browno universiteto profesorius Rickas Gaitskellas, LZ atstovas spaudai. „Turėdami tik vieną įvykį, nenorime bėgti įvykiams už akių. Neteigiame, kad pamatėme tamsiąją medžiagą. Tačiau išvydome kažką įdomaus, kuo norime pasidalyti su mokslo bendruomene, kad išgirstume jų nuomonę.“sci+1

Ką rodo duomenys

Tyrėjų grupė išanalizavo 220 dienų duomenis, surinktus nuo 2023 m. kovo iki 2024 m. balandžio mėnesio, išplėsdama paiešką už paprasčiausių WIMP sąveikų ribų, kad įtrauktų ir tas, kurios detektoriuje galėtų palikti daugiau energijos. Šis vienintelis išskirtinis įvykis išryškėjo anksčiau netirtoje duomenų rinkinio srityje.independent+1

Gautas rezultatas siekia 2,6 sigmos, o tai reiškia maždaug 0,5 % tikimybę, kad tai yra atsitiktinis žinomo fono nuokrypis. Tai yra gerokai mažiau nei 5 sigmų riba, reikalinga norint paskelbti apie atradimą dalelių fizikoje. Jei šį įvykį lėmė tamsioji medžiaga, jį sukėlusi WIMP dalelė turėtų būti bent 200 GeV/c² masės, t. y. daugiau nei 200 kartų sunkesnė už protoną, ir tai rodytų sąveikos tipą, peržengiantį paprasčiausių teorinių modelių ribas.sciencedaily+2

„Negalime paaiškinti LZ.230616 remdamiesi mums žinomu foniniu triukšmu“, sakė Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje fizikos profesorius Hugh Lippincottas, vadovavęs vidiniam vertinimui.independent

Tolesni žingsniai

Aaronas Manalaysay, fizikas iš Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos, kuri valdo LZ, pavadino tai „pirmuoju pavyzdžiu per visą mano praktikoje vykdytų eksperimentų istoriją, kai išskirtis atrodo visiškai pagrįsta visais atžvilgiais“.sciencedaily

Tyrėjų grupė jau yra sukaupusi maždaug dvigubai daugiau duomenų, kurie šiuo metu yra kalibruojami ir analizuojami. Šie stebėjimai arba sustiprins tamsiosios medžiagos teoriją, arba nurašys LZ.230616 į ilgą statistinių svyravimų sąrašą, kurie jau ne kartą yra klaidinę fizikus.independent+1