Experiment LUX-ZEPLIN (LZ) zaznamenal neobvyklou částicovou událost, která se objevila v oblasti, kde by podle některých modelů mohla působit temná hmota. Výzkumníci ale zdůrazňují, že jediný takový případ nestačí k potvrzení objevu. Výsledek má po započtení takzvaného efektu hledání jinde v datech statistickou významnost 2,6 sigma, zatímco v částicové fyzice se za objev obvykle považuje až hodnota pěti sigma.
Podle předběžné studie spolupráce LUX-ZEPLIN, zveřejněné jako preprint a předložené časopisu Physical Review Letters, vědci analyzovali data z 220 dnů měření mezi 27. březnem 2023 a 1. dubnem 2024. Celková expozice činila 2,84 tunoroku. Analýza se zaměřila na širší rozsah energií jaderných odrazů, než jaký se používá při běžném hledání nejjednodušších kandidátů na temnou hmotu.
Jedna událost v oblasti s nízkým pozadím
LZ tvoří dvoufázová časová projekční komora se sedmi tunami kapalného xenonu. Nachází se přibližně 1,5 kilometru pod zemí v podzemním zařízení Sanford Underground Research Facility v americkém státě Jižní Dakota. Přístroj sleduje krátké záblesky světla a elektrické signály vznikající při srážkách částic s jádry xenonu. Hluboké umístění a další ochranné vrstvy mají omezit rušení způsobené kosmickým zářením a radioaktivitou okolního materiálu.
Zaznamenaná událost odpovídala jadernému odrazu s energií 248 keV, tedy přibližně 4,0 × 10−14 joulu. Statistická nejistota činila 23 keV a systematická rovněž 23 keV. Událost ležela v oblasti, kde tým očekával jen velmi málo známých procesů. Analýza nicméně neprokázala, že jde o částici temné hmoty. Výsledek pouze ukazuje, že danou událost nelze bez dalšího považovat za běžný šum detektoru.
Temná hmota je hypotetická složka vesmíru, kterou přímo nepozorujeme, ale její gravitační působení se projevuje například v pohybu galaxií. LZ je určen především k hledání takzvaných WIMP, tedy hypotetických slabě interagujících masivních částic. Pokud by zaznamenaná událost souvisela právě s nimi, její vysoká energie by podle výzkumníků ukazovala na méně obvyklý typ interakce, než jaký předpokládají nejjednodušší modely.
Rozhodnou další měření
Význam výsledku zatím omezuje především malý počet událostí. Jediný záznam může být vzácným, dosud nedostatečně popsaným procesem v detektoru nebo statistickou odchylkou. S pokračujícím měřením proto vědci očekávají, že se ukáže, zda se v podobné oblasti objeví další případy. Opakování signálu by jeho interpretaci posílilo, zatímco absence dalších událostí by pravděpodobnost vysvětlení pomocí temné hmoty oslabila. Informace o výsledku zveřejnila Lawrence Berkeley National Laboratory prostřednictvím ScienceDaily.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.