LUX-ZEPLIN зафіксував незвичну подію в пошуках темної матерії

Детектор LUX-ZEPLIN (LZ), заглиблений майже на милю під землю в американському штаті Південна Дакота, зафіксував одну подію, яку дослідники поки що не можуть задовільно пояснити жодним із відомих фізичних процесів.

LZ містить близько 10 тонн надчистого рідкого ксенону. Принцип роботи простий: якщо частинка темної матерії вдариться об ядро ксенону, воно відскочить — і детектор це зафіксує. За 220 днів зібраних даних дослідники виявили одну таку подію з енергією віддачі близько 248 кеВ — значно більше, ніж прогнозують найпростіші моделі WIMPів.

Команда витратила місяці, намагаючись пояснити спостереження радіоактивним забрудненням, нейтронами або іншими відомими фоновими процесами. Жоден варіант так і не вписався в картину достатньо добре.

За фоновою моделлю, результат досягає 2,6 сигма — це відповідає приблизно 0,5% імовірності отримати таку подію від звичайних фонових джерел. Фізики-ядерники традиційно вимагають 5 сигма, перш ніж говорити про відкриття. До того ж весь результат спирається рівно на одну подію.

Якщо це справді була темна матерія, відповідальна частинка, швидше за все, надзвичайно важка — щонайменше близько 200 мас протона — і взаємодіє зі звичайною матерією складніше, ніж передбачає базовий сценарій WIMP.

LZ продовжує збирати дані. Якщо подібні події почнуть повторюватися, статистична значущість зросте. Якщо ні — сьогоднішній загадковий спалах, імовірно, поповнить колекцію дуже цікавого фонового шуму.

Статус результату: попередня подія-кандидат; підтвердженого виявлення темної матерії немає.