LUX-ZEPLIN зафиксировал необычное событие в поисках тёмной материи

Детектор LUX-ZEPLIN (LZ), заглублённый почти на милю под землю в американском штате Южная Дакота, зафиксировал одно событие, которое исследователи пока не могут удовлетворительно объяснить ни одним из известных физических процессов.

LZ содержит около 10 тонн сверхчистого жидкого ксенона. Принцип работы прост: если частица тёмной материи столкнётся с ядром ксенона, оно отскочит — и детектор это зафиксирует. За 220 дней собранных данных исследователи обнаружили одно такое событие с энергией отдачи около 248 кэВ — значительно больше, чем предсказывают простейшие модели ВИМПов.

Команда потратила месяцы, пытаясь объяснить наблюдение радиоактивным загрязнением, нейтронами или другими известными фоновыми процессами. Ни один вариант так и не вписался в картину достаточно убедительно.

По фоновой модели, результат достигает 2,6 сигма — это соответствует примерно 0,5% вероятности получить такое событие от обычных фоновых источников. Физики-ядерщики традиционно требуют 5 сигма, прежде чем говорить об открытии. К тому же весь результат опирается ровно на одно событие.

Если это действительно была тёмная материя, ответственная частица, вероятно, чрезвычайно тяжёлая — не менее около 200 масс протона — и взаимодействует с обычной материей сложнее, чем предполагает базовый сценарий WIMP.

LZ продолжает собирать данные. Если подобные события начнут повторяться, статистическая значимость вырастет. Если нет — сегодняшняя загадочная вспышка, вероятно, пополнит коллекцию очень интересного фонового шума.

Статус результата: предварительное событие-кандидат; подтверждённого обнаружения тёмной материи нет.