Детектор LUX-ZEPLIN использует цилиндрическую камеру с жидким ксеноном для поиска темной материи. Дополнительные слои помогают фиксировать или блокировать фоновые частицы. При столкновении слабовзаимодействующей массивной частицы с атомом ксенона возникают вспышка света и электроны.
Эксперимент LUX-ZEPLIN зафиксировал необычное взаимодействие субатомных частиц, которое не удалось объяснить известными процессами с обычным веществом. Наблюдение сделано в подземной лаборатории Sanford Underground Research Facility в Южной Дакоте, расположенной почти в 1,6 километра под землей. Источником информации стал пресс-релиз Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.
Установка работает в бывшей золотой шахте и оснащена резервуаром с 10 тоннами сверхчистого жидкого ксенона. С 2021 года прибор регистрирует световые вспышки, возникающие при возможных столкновениях частиц с атомами ксенона. В проекте участвуют 250 ученых и инженеров из 39 организаций.
Специалисты изучили данные, собранные за 220 дней — с марта 2023 года по апрель 2024 года. При расширенном поиске более энергичных взаимодействий был обнаружен один случай с необычным спектром энергии ядерной отдачи. Такой сигнал трудно связать с известным фоновым воздействием обычной материи.
Представитель LUX-ZEPLIN Рик Гайтскелл заявил, что событие вызывает интерес, поскольку оно произошло в области ожидаемого появления темной материи при низком уровне фоновых сигналов. При этом исследователи не считают, что уже обнаружили темную материю. Уровень значимости результата составил 2,6 сигма, тогда как для объявления открытия требуется показатель в 5 сигма.
Если аномалию вызвала частица темной материи, ее масса могла бы превышать массу протона более чем в 200 раз. Однако вероятность объяснения события известными фоновыми взаимодействиями пока оценивается примерно в 0,5%. Доклад о результатах представили на конференции по астрофизике частиц в Японии, после чего его планируют направить в журнал Physical Review Letters для рецензирования.
