Фото: Stock
Ученые зафиксировали в подземном детекторе LUX-ZEPLIN необычное событие, которое может быть связано с темной материей. Исследователи обнаружили взаимодействие одной частицы, для которого пока не нашли убедительного объяснения среди известных фоновых процессов. О результатах сообщила команда эксперимента LZ.
Темная материя, на которую, по оценкам ученых, приходится около 85% вещества во Вселенной, до сих пор не наблюдалась напрямую. Детектор LUX-ZEPLIN расположен почти на километровой глубине в исследовательском центре Sanford Underground Research Facility в Южной Дакоте. Установка содержит десять тонн очищенного жидкого ксенона и предназначена для поиска гипотетических слабовзаимодействующих массивных частиц.
Для нового анализа специалисты изучили данные, собранные за 220 дней с марта 2023 года по апрель 2024-го. В этот раз поиск расширили: ученые проверяли не только слабые, но и более энергичные варианты взаимодействия предполагаемых частиц темной материи с ксеноном. По словам представителя LZ Рика Гайтскелла, обнаруженное событие находится в области, где ожидается сигнал темной материи, однако делать окончательные выводы пока рано.
Статистическая значимость результата составила 2,6 сигмы, тогда как для объявления открытия физики обычно требуют уровня в пять сигм. Вероятность того, что событие объясняется известными фоновыми процессами, оценивается примерно в 0,5%. Если сигнал действительно связан с темной материей, масса соответствующей частицы могла составлять не менее 200 гигаэлектронвольт, то есть более чем в 200 раз превышать массу протона.
Работа детектора основана на регистрации вспышек света и электронов, возникающих при столкновении частицы с атомом ксенона. От космического излучения установку защищает слой горной породы, а дополнительные водяные и внешние детекторы снижают влияние нейтронного фона. Компьютерный анализ помогает отделять возможные события темной материи от взаимодействий обычных частиц.
Необычные события в подобных экспериментах встречаются, но обычно при детальной проверке им находят стандартное объяснение. В данном случае исследователи пока не выявили такого механизма, поэтому продолжат наблюдения по мере накопления новых данных. Дополнительные измерения должны показать, усилится ли сигнал или он окажется статистической особенностью.