В научпоп пространстве шумиха: один из экспериментов по поиску темной материи обнаружил частицу, которая похожа на темную материю. Тада! Хотя статья еще не вышла даже на архиве, журналисты подняли шум, конечно же — все же не каждый день такое. Побуду голосом скепсиса.

Речь об эксперименте LUX-ZEPLIN (про который я рассказывал два года назад). Он ищет так называемые вимпы — частицы темной материи, которые должны возбудить атомы в большом баке ксенона. Эти атомы излучают свет, а по излучению можно опознать частицы. В зависмости от типа событий, атомы возбуждаются в разном объеме и количестве. Все данные долго-долго собирают, обрабатывают и пытаются из них вычленить события, выделяющиеся из стандартных событий, типа обычной частицы или пробежавшего мимо котика. Вот тут в результате обработки данных вроде как нашли частицу, которой не находится стандартного объяснения, а темная материя — подходит.

Почему я пишу "вроде как": статья еще не вышла, даже препринта нет, был только доклад на конференции. Будем посмотреть. Но я не ожидаю каких-то значительных расхождений с тем, что известно сейчас.

UPD: как подсказывают в комментах, препринт доступен на сайте коллаборации. Я мельком посмтрел его — в целом, мнения не поменял.

Почему я скептически настроен?

Во-первых, статистическая значимость мала: это одна-единственная частица, и ее обнаружение имеет значимость около 2.6 сигма. Это 0.5% вероятности, что это ошибочка. Для физики частиц это очень много: для открытия должно быть как минимум 5 сигма (т.е. вероятность ошибки 1 в 3.5 млн). Я подробно рассказывал про значимость в старом посте тут.

Во-вторых, это не первый раз, когда в физике частиц "находят" новую уникальную частицу, которая потом пропадает по мере получения новых данных: такое случается по паре раз в год.

Более того, это даже не первый раз, когда в поиске частиц темной материи происходят "прорывы", которые пропадают, когда начинают анализировать данные более подробно. Тут можно вспомнить эксперименты DAMA/LIBRA (про них я писал, например, в этом тексте), которые на протяжении многих лет "регистрировали" темную материю (и которая пропадала в независимых экспериментах). Или вспомнить аномалии в эксперименте XENON.

В-третьих, априорная вероятность обнаружения частиц с такой массой не очень велика: прошлые эксперименты закрыли значительную часть пространства параметров. Так что, если бы меня изначально спросили, какова вероятность найти такую частицу, я бы сказал: мне кажется, мала. Новые данные повышают ее, но не очень сильно.

В общем, все равно интересно! Ждем статьи и серьезных разборов от экспертов. А пока можно посмотреть другие мои материалы про темную материю:

→ в этой лекции я рассказывал про современные методы поиска ТМ,
→ в этом посте описывал эксперимент, в котором светом светят сквозь стену в надежде поймать ТМ,
→ в этом тексте я подробно писал про темную материю в принципе: почему мы думаем, что она существует, какие типы бывают и т.д.

#темная_материя