Детектор в Южной Дакоте, возможно, обнаружил следы частиц темной материи
Новый анализ данных, полученных детектором LUX-ZEPLIN (LZ) три года назад, выявил одно событие взаимодействия частиц, которое согласуется с характеристиками темной материи. Об этом исследователи сообщили на недавней конференции по астрофизике частиц TeV в японском городе Тендо, а также в статье, опубликованной на сайте проекта LZ. Однако одного события для окончательных выводов недостаточно, нужны дополнительные данные. Темная материя - это невидимая субстанция, которую до сих пор не удавалось обнаружить напрямую, несмотря на десятилетия поисков. О ее существовании судят по гравитационному воздействию на Вселенную. Детектор LZ, расположенный в подземной исследовательской лаборатории Сэнфорд, штат Южная Дакота, ведет поиск частиц темной материи определенного класса - так называемых вимпов (WIMPs, weakly interacting massive particles, слабо взаимодействующие массивные частицы). Ученые ищут следы их столкновений с атомными ядрами в резервуаре с жидким ксеноном: если в ядро ​​ксенона попадет частица темной материи, оно отлетит в сторону, вызывая слабую вспышку света и высвобождая электроны, которые способны уловить датчики LZ. Новый анализ был сфокусирован на гипотетической разновидности темной материи, способной придавать ядру особенно высокую энергию. Изучив данные, накопленные за 220 дней наблюдений, «мы обнаружили одно событие, и это потрясающе, просто потрясающе», говорит представитель коллаборации LZ, физик из Брауновского университета (Brown University) Рик Гейтскелл (Rick Gaitskell).
Согласно наиболее обоснованным оценкам физиков, вероятность того, что такое событие вызвано известными частицами, составляет лишь около 1 к 100, для подтверждения открытия в физике это статистически не значимо. В ходе предыдущего анализа те же данные изучались на предмет отдачи атомных ядер при низких энергиях. Именно такого поведения ожидают при взаимодействии с частицами WIMP. Но тот поиск не дал результатов. Однако частицы темной материи могут взаимодействовать таким образом, что атомные ядра получают значительный импульс отдачи. Например, частицы темной материи, подобно атомам, могут обладать различными энергетическими состояниями. Взаимодействие может происходить лишь при наличии достаточной энергии для перевода частицы на следующий уровень, а это создает пороговое значение энергии для ядра, которое она отбрасывает. Если описанное событие действительно вызвано темной материей, то речь идет не о самой простой модели этого явления. Однако это не делает гипотезу менее состоятельной, считают эксперты Science News. https://www.sciencenews.org/article/dark-matter-particle-wimp-lz-experiment