Учёные зафиксировали возможный сигнал тёмной материи в США

В подземной лаборатории Сэнфорд Underground Research Facility в американском штате Южная Дакота эксперимент LUX-ZEPLIN (LZ) зафиксировал единичное необычное столкновение частиц, которое учёные пока не могут объяснить обычными физическими процессами. Новый анализ данных представили на конференции TeV Particle Astrophysics, прошедшей в Японии на стыке августа и сентября.

Свойства зафиксированного события совпадают с тем, что теоретически мог бы произвести контакт с частицей тёмной материи — загадочного вещества, которое, по расчётам физиков, составляет большую часть массы Вселенной, но никогда не наблюдалось напрямую.

Детектор глубоко под землёй

Установка LZ находится почти в 1,5 километра под землёй, в бывшей золотой шахте. Толща горных пород служит естественным щитом, отсекая космическое излучение, которое иначе мешало бы сверхточным измерениям. Над проектом работают 250 учёных и инженеров из 39 научных организаций по всему миру.

Сердце установки — детектор с десятью тоннами предельно чистого жидкого ксенона. Исследователи ждут редчайшего момента, когда частица тёмной материи столкнётся с ядром атома ксенона и передаст ему часть своей энергии. Такое столкновение должно вызвать крошечную вспышку света и выброс электронов, которые способна зафиксировать аппаратура.

Что искали учёные

При новом анализе данных, собранных с марта 2023 по апрель 2024 года, специалисты сосредоточились на «более энергичных взаимодействиях», чем в прежних исследованиях, — расширив поиск возможных проявлений частиц, известных как WIMP (слабо взаимодействующие массивные частицы). Именно их физики считают одним из главных кандидатов на роль тёмной материи.

По данным агентства Reuters, участвовавшая в анализе астрофизик Альвина Камахоа сравнила тёмную материю с «космическим клеем», который помог сформироваться галактикам вроде нашего Млечного Пути. Без неё Вселенная развивалась бы совершенно иначе, а структуры, приведшие к появлению Солнечной системы, могли бы вообще не возникнуть.

WIMP теоретически обладают массой, но крайне слабо реагируют с обычным веществом — из-за этого они могли бы в огромных количествах пронизывать Землю, детекторы и человеческое тело, почти никогда не оставляя следа. Именно поэтому эксперименты вроде LZ годами ждут единственного редкого столкновения, способного дать слабый, но измеримый сигнал.

Источник: Novinky.cz