Dünyanın en hassas karanlık madde dedektörü açıklanamayan bir sinyal yakaladı

Dünyanın en hassas karanlık madde dedektörü, araştırmacıların deney tarihindeki en ikna edici potansiyel karanlık madde sinyali olarak nitelendirdiği, açıklanamayan tek bir parçacık etkileşimi kaydetti. Japonya'nın Tendo kentinde düzenlenen TeV Parçacık Astrofiziği konferansında sunulan bu bulgu, fizikçilerin bir keşif ilan etmesi için gereken eşiğin oldukça gerisinde kalsa da LUX-ZEPLIN deneyinin arkasındaki 250 bilim insanından oluşan iş birliği grubunda temkinli bir heyecan yarattı.

Yeraltında Beklenmedik Bir Olay

Güney Dakota'daki Sanford Yeraltı Araştırma Tesisi'nde, yerin yaklaşık 1,6 kilometre altında bulunan LZ deneyi, önde gelen bir karanlık madde adayı olan zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacıkları (WIMP) avlamak için yedi ton sıvı ksenon kullanıyor. Araştırma ekibi, bu sıra dışı olayı, Mart 2023 ile Nisan 2024 arasındaki 220 günlük çalışma süresinde toplanan ve önceki analizlere kıyasla daha yüksek enerjili sinyalleri hedefleyen veriler arasında tespit etti.imperial

Elde edilen sonuç 2,6 sigma istatistiksel anlamlılığa sahip: Bu değer dikkat çekici olsa da parçacık fiziğinde bir keşif kabul edilmesi için gereken geleneksel 5 sigma eşiğinin altında kalıyor. Eğer bu olaya gerçekten karanlık madde yol açtıysa, birçok araştırmacının başlangıçta tahmin ettiğinden daha ağır bir WIMP türüne işaret ediyor olabilir.imperial

"Karanlık maddenin ortaya çıkmasını beklediğimiz ve parazit arka plan gürültüsünün çok düşük olduğu bu bölgede, veriler arasında böyle bir olay görmek bizi oldukça heyecanlandırdı," dedi Brown Üniversitesi'nden profesör ve LZ sözcüsü Rick Gaitskell. "Yalnızca tek bir olayla aceleci davranmak istemiyoruz. Karanlık maddeyi bulduğumuzu iddia etmiyoruz."imperial

Temkinli Yaklaşım ve Sırada Ne Var?

Araştırma grubu, bu analizde kullanılandan çok daha fazla veriyi halihazırda toplamış durumda. Araştırmacılar şimdi, sinyalin güçlenip güçlenmediğini, sönümlenip sönümlenmediğini veya daha önce tanımlanmamış bir arka plan sürecinden kaynaklanıp kaynaklanmadığını belirlemek için bu ek gözlemleri inceleyecek.imperial

Imperial College London'dan Profesör Henrique Araújo, "Nadir olay arayışları aynı zamanda nadir arka plan gürültülerine karşı da hassastır, bu yüzden emin olmak için daha fazla veri analiz etmemiz gerekiyor," uyarısında bulundu. Geleceğe bakıldığında, LZ'den yaklaşık on kat daha fazla sıvı ksenon içermesi planlanan XLZD Nadir Olay Gözlemevi'nin 2030'ların ortalarında faaliyete geçebileceği ve benzer yüzlerce etkileşimi tespit edebileceği öngörülüyor.imperial

Nötrino Tespitinde Paralel Bir Gelişme

İtalya'daki Gran Sasso Ulusal Laboratuvarı'nda 31 Ağustos'ta duyurulan ayrı bir gelişmede, XENON İş Birliği, XENONnT dedektöründe elektronlardan saçılan düşük enerjili güneş nötrinolarının ilk kez gözlemlendiğini bildirdi. Bu gözlemle, şimdiye kadar kaydedilen en düşük nötrino enerji eşiği olan yaklaşık 17 keV değerine ulaşıldı. Tespit edilen sinyalde, Güneş'e enerjisini veren füzyon reaksiyonlarında üretilen proton-proton nötrinoları baskın durumda. Elde edilen 5 sigma değerindeki bu sonuç, karanlık madde avlamak için geliştirilen teknolojinin artık nötrino fiziğinde yeni ufuklar açtığını kanıtlıyor. Her iki deney de karanlık madde arayışını ve nadir parçacık etkileşimleri çalışmalarını benzeri görülmemiş bir hassasiyete ulaştırmayı hedefleyen XLZD projesinin temellerini atıyor.azoquantum+2