Skip to content
Една единствена честична интеракција, регистрирана речиси километар и пол под земја во Јужна Дакота, ги стави физичарите пред можеби најинтересниот резултат што досега го забележал експериментот LUX-ZEPLIN. Сигналот се појавил токму таму каде што научниците очекуваат да се појави темната материја, а засега тешко се објаснува со познатите извори на заднински шум. Сепак, истражувачите се категорични: ова сè уште не е откритие.
LUX-ZEPLIN, или LZ, е еден од најчувствителните детектори во светот за директно барање темна материја. Сместен е речиси една милја под површината во Sanford Underground Research Facility, поранешен рудник за злато во американската сојузна држава Јужна Дакота. Длабочината го штити од космичкото зрачење и од други честички што би можеле да создадат лажни сигнали.
Во срцето на детекторот има околу десет тони исклучително чист течен ксенон. Идејата е едноставна само на хартија: ако честичка од темната материја се судри со атом на ксенон, треба да предизвика мошне слаб блесок на светлина и ослободување електрони. Сензорите на LZ се конструирани токму за да ги уловат тие речиси незабележливи траги.
Во новата анализа научниците обработиле 220 активни денови податоци собрани меѓу март 2023 и април 2024 година. Претходно истиот сет податоци бил пребаруван за наједноставните видови интеракции на таканаречените WIMP-честички. Овојпат истражувачите го прошириле пребарувањето на интеракции што можат да остават поголемо количество енергија во детекторот.
Тогаш се појавил еден настан што не се вклопил лесно во познатата заднина.
Научниците со месеци проверувале дали сигналот би можел да потекнува од неутрони, радиоактивност, космички честички или од некој друг процес што може да ја имитира темната материја. Засега, според тимот, не е пронајдено убедливо објаснување од познатите извори на заднински сигнали.
Токму затоа е интересен иако е само еден.
Темната материја никогаш не била директно детектирана, иако според современите космолошки модели сочинува околу 85 проценти од материјата во универзумот. Не свети, не рефлектира светлина и речиси воопшто не комуницира со обичната материја. Нејзиното постоење го заклучуваме главно од гравитациското влијание врз галаксиите и големите структури во вселената.
Еден од водечките кандидати за нејзиниот состав се WIMP-честичките, односно масивни честички што многу слабо комуницираат со материјата. Токму за нив е оптимизиран LZ.
Ако необичниот настан навистина бил предизвикан од темна материја, научниците проценуваат дека WIMP-честичката би имала маса од најмалку 200 GeV/c², односно повеќе од 200 пати поголема од масата на еден протон. Но сигналот не одговара на наједноставниот модел на WIMP-интеракција, па би бил потребен посложен физички механизам за негово објаснување.
Тука доаѓа најважната ограда.
Резултатот има статистичка значајност од 2,6 sigma. Во физиката за официјално откритие вообичаено се бара праг од 5 sigma. Според анализата на LZ, веројатноста познатите заднински процеси да произведат ваков резултат е околу 0,5 проценти.
Тоа е доволно необично за научниците сериозно да се заинтересираат, но не е ни приближно доволно за да кажат дека темната материја конечно е пронајдена.
„Не тврдиме дека сме виделе темна материја“, предупредува портпаролот на LZ и професор на Универзитетот Браун, Рик Гејтскел. Тимот, сепак, смета дека видел нешто доволно интересно за резултатот да биде споделен со пошироката научна заедница.
Научниците сега имаат едно нешто што им е најпотребно – уште податоци.
LZ продолжува да работи и веќе располага со најголемиот сет податоци во светот за ваков тип директна потрага по темна материја. Ако во идните мерења се појават дополнителни настани со исти карактеристики, статистичката значајност би можела да расте. Ако не се појават, сегашниот сигнал може да остане необична статистичка флуктуација или ретка, сè уште непрепознаена заднинска појава.
Во тоа е и тежината на единствениот сигнал забележан длабоко под Јужна Дакота: тој може да исчезне во статистиката, но може да биде и првата мала пукнатина низ која физичарите ќе погледнат во дел од универзумот што речиси еден век им останува невидлив.
