Сигнал из глубины земли: физики впервые зафиксировали импульс темной материи»

Международная группа астрофизиков зафиксировала одиночный сигнал, который может оказаться прямым свидетельством существования темной материи. Результат получен при анализе данных детектора LUX-ZEPLIN (LZ), однако один импульс пока не позволяет окончательно подтвердить открытие.

Фото: Designed by Freepik by starline, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Темная материя

Для поиска частиц темной материи ученые использовали установку, расположенную в лаборатории Sanford в Южной Дакоте на глубине 1,5 километра. Глубина необходима, чтобы защитить оборудование от космических лучей, которые создают помехи. Основным элементом детектора стала камера с семью тоннами сверхочищенного жидкого ксенона.

Принцип работы прибора основан на регистрации столкновений внешних частиц с ядрами ксенона. Такое событие вызывает два сигнала: мгновенную вспышку света (ионизацию) и последующий сигнал электролюминесценции. Эти импульсы фиксируют 494 высокочувствительных датчика. Анализ данных за три года работы показал наличие одиночного толчка ядра с энергией 248 килоэлектронвольт.

Астрофизик Алексей Руднев отмечает, что подобные сигналы характерны для взаимодействия с тяжелыми частицами темной материи, но в условиях реального эксперимента крайне сложно отделить единичное событие от случайного фонового шума.

Математический расчет подтвердил, что зафиксированный всплеск с высокой вероятностью не является частью обычного шума. Тем не менее, в физике одного события недостаточно для официального объявления об открытии. Сейчас исследователям нужно собрать больше статистики, чтобы достичь порога в 1000 дней чистых наблюдений.

Полученный результат уточняет область поиска частиц темной материи, которая составляет около 85% массы Вселенной. Главным ограничением работы остается малый объем выборки: один сигнал указывает на возможность открытия, но не доказывает его. Дальнейшие измерения позволят определить, была ли эта вспышка случайностью или первым прямым наблюдением темной материи.