Sciencemag.cz
Related Articles
Nová analýza z experimentu LUX-ZEPLIN (LZ) zaznamenala interakci jedné částice, kterou vědci dokážou jen velmi obtížně vysvětlit známými signály pozadí pocházejícími z běžné hmoty. Výsledek sice zatím nesplňuje statistickou prahovou hodnotu potřebnou k prohlášení o objevu, představuje však nejpřesvědčivější náznak existence temné hmoty, jaký experiment dosud zaznamenal.
LZ je mezinárodní spolupráce 250 vědců a techniků z 39 institucí. Detektor spravuje Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) Ministerstva energetiky USA a je v provozu asi 1,5 km pod zemí v podzemním výzkumném zařízení Sanford Underground Research Facility (SURF) v Jižní Dakotě. Experiment využívá 10 tun ultračistého kapalného xenonu k hledání temné hmoty a je optimalizován pro hledání částic WIMP (slabě interagujících hmotných částic).
„Velmi nás zaujalo, že jsme tuto událost zaznamenali v datech právě v oblasti, kde očekáváme výskyt temné hmoty a kde je úroveň rušivého pozadí velmi nízká,“ uvedl Rick Gaitskell z Brownovy univerzity a mluvčí projektu LZ. „Jelikož se jedná pouze o jednu událost, nechceme předbíhat. Netvrdíme, že jsme pozorovali temnou hmotu. Zaznamenali jsme něco zajímavého, o co se chceme podělit s vědeckou komunitou, aby k tomu mohli ostatní vyjádřit svůj názor.“
Spolupráce LZ studuje experimentální data po dávkách. V rámci nových výsledků vědci analyzovali data z 220 dnů živého provozu, která byla shromážděna v období od března 2023 do dubna 2024. Vědci již dříve prohledávali tento datový soubor s cílem najít slabé signály pocházející z nejjednodušších typů interakcí WIMP. Nová analýza se zaměřila na širší spektrum možných interakcí WIMP, které by mohly v detektoru zanechat více energie. Detektor LZ je na takové signály obzvláště citlivý a zároveň minimalizuje falešně pozitivní výsledky.
„Jednalo se o podrobnou studii v oblasti, kterou jsme v rámci tohoto souboru dat dosud neprozkoumali, a strávili jsme měsíce další práce, abychom pochopili všechny možné příčiny událostí na pozadí,“ uvedl hlavní autor studie Sam Eriksen z Univerzity v Bristolu. „I jediná výjimečná událost, jako ta, kterou jsme objevili, je důležitá. Očekáváme, že události spojené s temnou hmotou budou extrémně vzácné, takže pouze hrstka z nich by mohla znamenat první detekci temné hmoty typu WIMP.“
Pokud byla tato anomální událost způsobena temnou hmotou, WIMP, který ji vyvolal, by měl pravděpodobně hmotnost nejméně 200 GeV/c² (gigaelektronvoltů), což je více než 200násobek hmotnosti protonu. Naznačovalo by to také specifický typ interakce mezi WIMPy a běžnou hmotou, který přesahuje rámec nejjednoduššího modelu. Výsledky experimentu LZ nedosáhly statistické významnosti 5 sigma, což je prahová hodnota považovaná ve fyzice za objev. Nová analýza dosahuje hodnoty 2,6 sigma, což cca znamená, že existuje přibližně 0,5% pravděpodobnost vysvětlit událost jinak.
Zdroj: https://lz.lbl.gov/, přeloženo / zkráceno
