Международният експеримент LUX-ZEPLIN (LZ) е уловил аномален сигнал от частица, който учените не могат да обяснят с познатите фонови смущения от обикновена материя.

Единичното събитие, регистрирано на 1,6 км под земята, може да е индикация за WIMP. Това е хипотетична частица, кандидат за тъмна материя – с маса над 200 гигаелектронволта (GeV).

Въпреки че статистическата значимост на събитието не достига прага за научно откритие, това е най-ясната потенциална следа от тъмна материя, засичана от детектора досега.

През последния век физиците се опитват да открият тъмната материя

Но всички опити за директното ѝ регистриране досега са неуспешни.

Детекторът LZ, разположен в бивша златна мина в Южна Дакота, САЩ, на дълбочина от почти километър и половина, представлява огромен резервоар с 10 тона свръхчист течен ксенон.

Той е проектиран да търси именно WIMP (слабовзаимодействащи масивни частици) – един от основните кандидати за същността на тъмната материя.

Екипът на LZ вече е събрал най-големия в света набор от данни в търсене на тъмна материя и продължава да натрупва статистика.

Новият резултат се основава на анализ на 220 дни работа на детектора в периода от март 2023 г. до април 2024 г.

Учените вече са изследвали тези данни за най-простите типове взаимодействия на WIMP, но този път са разширили обхвата на търсенето.

Обработката на данните е отнела месеци. Време, през което екипът щателно е проверявал всички възможни източници на фонови събития от позната материя – космически лъчи, неутрони и радиоактивни примеси.

Едно събитие обаче упорито се е противопоставяло на всяко обяснение

Ако този сигнал наистина е породен от тъмна материя, то частицата WIMP трябва да има маса от поне 200 GeV (200 пъти по-голяма от масата на протона). И да взаимодейства с обикновената материя не по най-простия модел, а по по-сложен сценарий, който досега почти не е бил разглеждан.

Статистическата достоверност от едва 2,6 сигма обаче означава, че в около 0,5% от случаите такова събитие може да възникне поради случаен фонов шум. Това не е достатъчно за обявяване на научно откритие, но е напълно достатъчно, за да привлече вниманието на научната общност.

„За цялото време, през което съм работил в различни експерименти, за първи път се сблъсквам с такова аномално събитие, което по всички признаци изглежда достоверно. Разбира се, продължаваме да си блъскаме главите, опитвайки се да разберем дали не сме пропуснали някой рядък механизъм за възникване на фон, но самата мисъл, че това може да е първият намек за откриване на тъмна материя, е невероятно вълнуваща“, коментира още Маналасей.

Следващите години от работата на детектора трябва да дадат окончателен отговор

Или сигналът ще се засили с натрупването на нови данни, или ще изчезне като статистическа флуктуация.

Междувременно миналия месец астрофизици от Китай съобщиха, че са получили косвени доказателства за съществуването на тъмна материя.

След анализ на данни, събирани в продължение на 15,5 години от космическия гама-телескоп „Ферми“, те са открили характерен гама-сигнал. Ако тяхната интерпретация е вярна, този сигнал е резултат от сблъсък и анихилация на частици WIMP.