Požeminis detektorius užfiksavo nepaaiškinamą signalą tiriant tamsiąją materiją

Vienas šviesos blyksnis skysto ksenono talpykloje, užfiksuotas beveik mylią po Pietų Dakota, įžiebė vieną ilgiausių fizikos paieškų. Tarptautinė 250 mokslininkų komanda, dirbanti prie LUX-ZEPLIN eksperimento, teigia, kad šis įvykis, aptiktas 2023 m. birželį, gali būti pirmasis tiesioginis tamsiosios materijos dalelės stebėjimas, nors jie įspėja, kad tai toli gražu nėra patvirtintas atradimas.

Signalas iš gelmių

LZ detektorius, įrengtas buvusioje Homestake aukso kasykloje Sanfordo požeminių tyrimų centre, naudoja septynias tonas itin gryno skysto ksenono, kad ieškotų silpnai sąveikaujančių masyvių dalelių (WIMP), kurios yra pagrindinis tamsiosios materijos kandidatas. Analizuodama 220 dienų duomenis, surinktus nuo 2023 m. kovo iki 2024 m. balandžio, komanda nustatė vieną sąveiką, kuri neatitinka jokio žinomo foninio šaltinio.cnn+1

Pasak bendradarbiaujančių mokslininkų, yra tik 0,5% tikimybė, kad įvykį sukėlė įprasti trukdžiai, todėl tai yra įtikinamiausias su tamsiąja materija susijęs signalas, kurį prietaisas yra užfiksavęs. Samo Eriksenas, Bristolio universiteto vyresnysis mokslo darbuotojas ir pagrindinis tyrimo autorius, pristatė išvadas rugsėjo 1 d. TeV dalelių astrofizikos konferencijoje Japonijoje. Komanda taip pat pateikė straipsnį žurnalui Physical Review Letters.dailygalaxy+2

"Turėdami tik vieną įvykį, nenorime užbėgti įvykiams už akių," sakė Rickas Gaitskellas, Browno universiteto profesorius ir LZ eksperimento atstovas. "Mes neteigiame, kad matėme tamsiąją materiją. Tačiau matėme kažką įdomaus, kuo norime pasidalinti su mokslo bendruomene, kad išgirstume jų nuomonę."dailygalaxy

Toli nuo atradimo

Šiuo metu rezultatas siekia 2,6 sigma, o tai reiškia maždaug 1 iš 200 tikimybę, kad tai atsitiktinis svyravimas. Dalelių fizikoje reikalaujama 5 sigma, arba maždaug 1 iš 3,5 milijono tikimybės, prieš paskelbiant apie atradimą. Alvine Kamaha, UCLA fizikos docentė ir LZ bendradarbiavimo narė, el. laiške CNN Warner Bros. Discovery, Inc. ↘ 0.25% teigė, kad "vienas įvykis pats savaime yra nepakankamas" ir kad tyrėjai turi stebėti, ar atsiranda daugiau įvykių renkant daugiau duomenų.mezha+1

Komanda dabar analizuoja naujesnį duomenų rinkinį, apimantį 700 stebėjimo dienų. Siekdami apsisaugoti nuo nesąmoningo šališkumo, tyrėjai įterpė sintetinius įvykius, imituojančius tikras tamsiosios materijos sąveikas, kurie pašalinami tik baigus analizę.cnn+1

Neįprasta energija ir atviras klausimas

Aptiktas įvykis įvyko esant didesnei energijai, nei prognozuoja dauguma WIMP modelių. Timas M. P. Taitas, Kalifornijos universiteto Irvaine fizikas, nepriklausantis šiai komandai, teigė, kad tai gali reikšti, jog tamsioji materija "gali pasirodyti esanti keistesnė ir neįprastesnė, nei iš pradžių įsivaizdavome." Tracy Slatyer, Masačusetso technologijos instituto profesorė, sutiko, kad didesnė energija yra intriguojanti, ir pridūrė, kad jei tai pasitvirtins, signalas "galėtų tapti raktu, atveriančiu daugybę informacijos apie naująją fiziką."cnn

Nepriklausomas patvirtinimas gali ateiti iš panašių eksperimentų, įskaitant XENONnT Italijoje ir PandaX-4T Kinijoje. Kol kas fizikos bendruomenė stebi ir laukia. Kaip pasakė Gaitskellas: "Kaip visada prasideda, kalbant apie naujo paaiškinimo gavimą ar naujo modelio patvirtinimą, tai turi prasidėti nuo vieno įvykio."oceanstatemedia+2