Știință

LZ a înregistrat un posibil semnal de materie întunecată

Detectorul LZ din Dakota de Sud a înregistrat o interacțiune ce ar putea indica prezența unui WIMP, dar echipa subliniază că un singur eveniment nu înseamnă descoperire.

de Marian Tomita · · Asistat de AI ·

Vasul cilindric al detectorului LUX, predecesorul LZ, suspendat într-un cadru metalic în interiorul unui rezervor cu pereți albi, la peste un kilometru sub pământ
Vasul cilindric al detectorului LUX, predecesorul LZ, suspendat într-un cadru metalic în interiorul unui rezervor cu pereți albi, la peste un kilometru sub pământ

Experimentul LUX-ZEPLIN (LZ), amplasat într-o fostă mină de aur din Dakota de Sud, a înregistrat o interacțiune de particule care ar putea fi un indiciu al materiei întunecate. Rezultatul a fost prezentat marți, 1 septembrie 2026, la conferința TeV Particle Astrophysics din Japonia. Cercetătorii spun clar că nu au confirmat o descoperire.

Evenimentul, denumit LZ230616 și înregistrat la 16 iunie 2023, este un singur semnal, cu o semnificație statistică de aproximativ 2,6 sigma, potrivit sintezei Reuters. În fizica particulelor, pragul uzual pentru a vorbi despre o descoperire este de 5 sigma, mult mai ridicat.

Ce a văzut detectorul LZ

Detectorul funcționează la aproximativ 1,5 kilometri sub pământ, la Sanford Underground Research Facility, în regiunea Black Hills. Experimentul folosește 10 tone de xenon lichid, într-un vas cilindric de mari dimensiuni gestionat de Laboratorul Național Lawrence Berkeley al Departamentului Energiei al SUA.

Principiul de funcționare este simplu de descris. Când o particulă lovește un atom de xenon, apare un fulger slab de lumină ultravioletă, iar proprietățile lui arată ce fel de particulă a interacționat. În cazul unui WIMP, adică o particulă masivă cu interacțiune slabă, nucleul atomului este împins brusc înainte, fenomen numit recul nuclear.

Potrivit colaborării LZ, evenimentul a trecut prin luni de verificări interne. El apare într-o zonă de energie în care ar fi de așteptat un astfel de semnal, iar zgomotul de fond concurent este foarte redus. Dacă a fost produs de o particulă de acest tip, aceasta ar avea o masă de cel puțin 200 GeV/c², adică de peste 200 de ori masa unui proton, arată Departamentul Energiei al SUA.

De ce un singur eveniment nu înseamnă descoperire

Purtătorul de cuvânt al LZ, profesorul Rick Gaitskell de la Universitatea Brown, a transmis un mesaj prudent: „Nu pretindem că am văzut materie întunecată”. Fizicianul Sam Eriksen, de la Universitatea din Bristol, a explicat că astfel de evenimente sunt extrem de rare, așa că doar câteva ar putea marca prima detecție a unui WIMP.

Eriksen, autorul principal al studiului, a precizat că observația nu atinge încă pragul statistic necesar. Coautoarea Alvine Kamaha, astrofizician la UCLA, a spus că echipa trebuie să fie extrem de riguroasă înainte de a trage o concluzie. Cercetătorii lucrează acum pentru a exclude alte explicații, inclusiv posibilitatea ca semnalul să fie un zgomot de fond neobișnuit de rar.

Există și o nuanță tehnică. Potrivit Universității Brown, dacă un WIMP ar fi interacționat în cel mai simplu mod la o energie atât de mare, detectorul ar fi înregistrat și numeroase recoiluri la energii mai mici. Prin urmare, dacă semnalul vine de la o astfel de particulă, mecanismul ar fi unul mai puțin obișnuit. Studiul a fost trimis revistei „Physical Review Letters”, iar până la publicarea lui concluziile rămân preliminare.

Cum se caută componenta invizibilă a universului

Materia obișnuită, din care sunt făcute stelele, planetele și oamenii, reprezintă doar aproximativ 15% din toată materia universului. Restul ar fi alcătuit dintr-o substanță care nu emite și nu reflectă lumina, deci nu poate fi văzută nici cu ochiul liber, nici cu telescoapele. Oamenii de știință o deduc din efectele ei gravitaționale: galaxiile și roiurile de galaxii se comportă ca și cum ar conține mult mai multă masă decât cea vizibilă.

Natura acestei componente rămâne necunoscută, la fel ca în cazul energiei întunecate, o altă mare enigmă a universului. Kamaha o compară cu un „lipici cosmic” care a ajutat la formarea galaxiilor precum Calea Lactee, care a înghițit o galaxie acum 11,8 miliarde de ani. Una dintre ipotezele principale spune că ea este alcătuită din particule apărute în universul timpuriu și rămase până azi.

Cercetătorii o caută pe trei căi: studiază efectele gravitaționale asupra galaxiilor, încearcă să producă astfel de particule în acceleratoare și fac detecții directe, precum cea de la LZ. Experimentele directe sunt îngropate adânc sub pământ pentru a le proteja de razele cosmice cu energie extrem de mare și de alte surse de zgomot de fond. Kamaha a arătat că milioane de astfel de particule ar putea trece prin corpul uman în fiecare secundă, fără ca vreuna să interacționeze cu un atom.

Ce urmează pentru experimentul LZ

LZ a strâns deja cel mai mare set de date din lume pentru căutarea acestor particule și va continua să colecteze date la Sanford Underground Research Facility. Mai multe observații ar permite echipei să verifice dacă evenimentul din 2023 a fost un semnal real sau o coincidență statistică. Până atunci, rezultatul rămâne un candidat intrigant, nu o dovadă.

Surse: Digi24, care citează Reuters; comunicatul Departamentului Energiei al SUA; Universitatea Brown. Fotografie: detectorul LUX, predecesorul LZ, Gigaparsec / Wikimedia Commons, CC BY 3.0, decupată.

DistribuieFacebookXWhatsApp

Articole înrudite

Comentarii

Nu există comentarii la acest articol.