Världens främsta detektor för mörk materia hittar oförklarlig signal

Forskare som arbetar med LUX-ZEPLIN-experimentet (LZ), världens känsligaste detektor för mörk materia, har registrerat en enskild partikelinteraktion som de inte kan förklara med känd fysik. Resultatet är långt ifrån en bekräftad upptäckt, men representerar ändå den mest spännande ledtråden hittills i den decennielånga jakten på mörk materia.

En enskild händelse som gäckar forskarna

Den avvikande händelsen, som har fått beteckningen LZ.230616, presenterades den 1 september vid konferensen TeV Particle Astrophysics 2026 i Japan och har omedelbart väckt uppmärksamhet inom fysikvärlden. Studien ska skickas in till Physical Review Letters och publiceras på arXiv.independent+2

LZ drivs nästan 1,6 kilometer under marken vid Sanford Underground Research Facility i South Dakota. Experimentet använder 10 ton ultrarent flytande xenon för att leta efter de svaga ljusblixtar som skulle signalera en kollision mellan vanlig materia och en WIMP: en svagt växelverkande massiv partikel, som är en av de främsta kandidaterna för mörk materia.sciencedaily+1

"Vi är mycket fascinerade över att se den här händelsen i datan, i det område där vi förväntar oss att mörk materia ska visa sig och där den störande bakgrundsstrålningen är mycket låg", säger Rick Gaitskell, professor vid Brown University och talesperson för LZ. "Med bara en händelse vill vi inte dra förhastade slutsatser. Vi hävdar inte att vi har sett mörk materia. Men vi har sett något intressant som vi vill dela med forskarvärlden för att få deras synpunkter."sci+1

Vad datan visar

Forskargruppen analyserade 220 dagar av insamlad data mellan mars 2023 och april 2024. De utökade sin sökning bortom de enklaste WIMP-interaktionerna till att även omfatta sådana som skulle kunna avge mer energi i detektorn. Den enskilda, avvikande händelsen dök upp i en del av datamängden som inte tidigare hade undersökts.independent+1

Resultatet ligger på 2,6 sigma, vilket motsvarar ungefär 0,5 procents risk för att det rör sig om en statistisk slump till följd av känd bakgrundsstrålning. Detta är långt under den tröskel på 5 sigma som krävs för att kunna utropa en upptäckt inom partikelfysik. Om händelsen orsakats av mörk materia skulle den ansvariga WIMP-partikeln ha en massa på minst 200 GeV/c², mer än 200 gånger en protons massa, vilket skulle peka på en typ av interaktion bortom de enklaste teoretiska modellerna.sciencedaily+2

"Vi kan inte förklara LZ.230616 med de bakgrunder vi känner till", säger Hugh Lippincott, fysikprofessor vid UC Santa Barbara, som ledde den interna granskningen.independent

Vägen framåt

Aaron Manalaysay, fysiker vid Lawrence Berkeley National Laboratory som leder LZ, kallade det för "det första exemplet i något experiment jag har arbetat med där en avvikelse verkar vara helt giltig på alla sätt".sciencedaily

Forskargruppen har redan samlat in ungefär dubbelt så mycket data som nu kalibreras och analyseras. Dessa observationer kommer antingen att stärka bevisen för mörk materia eller förvisa LZ.230616 till den långa listan av statistiska fluktuationer som har gäckat fysiker tidigare.independent+1