LUX-ZEPLIN зарегистрировал сигнал, который может оказаться первым доказательством существования темной материи

По оценкам астрофизиков, темная материя составляет примерно 85% всей массы Вселенной, но до сих пор физики определяли ее присутствие исключительно по гравитационному воздействию на галактики. Напрямую зафиксировать гипотетические частицы долгое время не удавалось из-за их крайне слабого взаимодействия с обычным веществом.

Для поиска этих неуловимых объектов международная группа, в которую вошли 250 ученых, построила детектор LUX-ZEPLIN (LZ) в исследовательской лаборатории Sanford на глубине полутора километров под землей в штате Южная Дакота. Сердцем установки стала эмиссионная камера, заполненная семью тоннами сверхочищенного жидкого ксенона.

При столкновении сторонней частицы с ядром ксенона возникают два последовательных импульса: мгновенная вспышка света от ионизации и отложенный сигнал электролюминесценции. Их фиксируют 494 высокочувствительных датчика в верхней и нижней частях резервуара. Решение расположить установку в толще горных пород обусловлено задачей полностью перекрыть к ней доступ космическим лучам, создав идеальные условия для фиксации редчайших столкновений.

Астрономы показали, как темная материя сформировала каркас Вселенной Астрономы разработали детальную карту распределения массы на участке неба COSMOS-Web. На ней показана гипотетическая темная материя, составляющая примерно 85% всей материи во Вселенной и ответствен… naked-science.ru

Ученые проанализировали массив данных, собранный за три года работы гигантского детектора. В результате датчики зарегистрировали мощный одиночный толчок ядра с энергией 248 килоэлектронвольт, характерный для столкновения с гипотетической тяжелой частицей темной материи. Математический расчет показал, что этот всплеск с высокой вероятностью выбивается из привычной картины фонового шума. В физике такой показатель сигнализирует о серьезном намеке на открытие, хотя для абсолютной уверенности ученым требуется собрать в разы больше подобной статистики.

Авторы исследования подчеркнули, что один зарегистрированный импульс пока не позволяет официально объявить об открытии темной материи. Однако это событие четко указало на новую область физических взаимодействий. Физики продолжают собирать данные для достижения 1000 дней чистых наблюдений, что позволит окончательно подтвердить или опровергнуть природу зафиксированного сигнала.