Cercetătorii implicați în experimentul LUX-ZEPLIN (LZ), unul dintre cele mai avansate detectoare de materie întunecată create vreodată, au descoperit o interacțiune care i-a încântat, generată de o singură particulă. Momentan, nu se poate considera o detectare confirmată a materiei întunecate, însă evenimentul reprezintă un indiciu suficient de neobișnuit pentru a capta atenția cercetătorilor.
Materia întunecată este o formă teoretică de materie care ar constitui aproximativ 85% din materia Universului. Deocamdată, nu știm din ce este compusă, dar existența sa este susținută de efectele gravitaționale observate asupra materiei vizibile. Aceasta nu interacționează cu lumina, motiv pentru care nu poate fi observată direct.
Este aceasta prima dovadă a existenței materiei întunecate? Experimentul LZ încearcă să detecteze particulele de materie întunecată utilizând un rezervor de xenon lichid ultrapur, situat la o adâncime de aproximativ 1.500 de metri sub pământ, în Sanford Underground Research Facility din Dakota de Sud, SUA. Această adâncime este esențială pentru a proteja detectorul de razele cosmice, care ar putea genera semnale ce imită interacțiunile dorite.
Una dintre teoriile principale sugerează că materia întunecată este compusă din particule masive ce interacționează foarte slab, numite WIMP. Acestea, ocazional, ar putea intra în coliziune cu materia obișnuită și ar genera un recul al nucleului atomic, provocând o mică strălucire detectabilă. Totuși, radiația naturală din mediu sau din detector poate cauza evenimente similare.
Evenimentul denumit LZ230616 pare însă să fie neobișnuit. Datele sugerează că particula are o masă de peste 200 de ori mai mare decât cea a protonului, iar modul în care s-a întâmplat evenimentul nu se potrivește cu comportamentul așa cum este cunoscut al semnalelor de fond.
„Acest eveniment se distinge de celelalte. L-am observat într-o zonă în care rata evenimentelor de fond este extrem de mică, iar comportamentul său nu corespunde așteptărilor pentru aceste evenimente. În esență, este posibil să fi observat ceva nou,” a afirmat Sam Eriksen, cercetător la Universitatea din Bristol (Anglia).
Totuși, există și o explicație mai puțin impresionantă: ar putea fi vorba despre un eveniment de fond extrem de rar. Semnalul are o semnificație statistică de 2,6 sigma, mult sub pragul de 5 sigma considerat standard în fizica particulelor pentru a fi o descoperire. Cu alte cuvinte, există aproximativ o șansă din 200 ca evenimentul să fie pur și simplu rezultatul zgomotului de fond, conform IFL Science.
Cercetătorii vor continua să strângă date. Evenimentul a fost detectat în datele colectate pe parcursul a 370 de zile, iar până în 2028, experimentul LZ ar trebui să acumuleze suficiente informații pentru a determina dacă este vorba despre ceva cu adevărat nou.
„Chiar și în datele pe care LZ le va colecta până în 2028, interacțiunile materiei întunecate sunt atât de rare încât am putea observa doar câteva astfel de evenimente,” a declarat Eriksen.
Dacă se va confirma că evenimentul provine de la un fenomen de fond necunoscut, descoperirea ar fi interesantă. Cu toate acestea, dacă se va dovedi că reprezintă prima dovadă solidă a existenței WIMP-urilor, consecințele ar fi revoluționare.
Rezultatele au fost prezentate la conferința TeV Particle Astrophysics 2026 din Japonia. Studiul a fost trimis pentru publicare în Physical Review Letters și urmează să fie disponibil pe arXiv.
