Підземний детектор LUX-ZEPLIN зафіксував одну подію, схожу на можливий слід темної матерії

25.09.2026, 04:24 newsyou.info

Глибоко під землею в Південній Дакоті детектор LUX-ZEPLIN зафіксував одну незвичайну подію, характеристики якої сумісні з окремими моделями темної матерії. Фізики одразу наголошують: одного сигналу недостатньо для відкриття, але сам результат став одним із найцікавіших за всю історію експерименту.

LUX-ZEPLIN, або LZ, розташований приблизно за півтора кілометра під землею. Така глибина потрібна, щоб скельна товща екранувала більшість космічних променів і зменшувала фонові сигнали.

У центрі детектора міститься велика кількість рідкого ксенону. Якщо гіпотетична частинка темної матерії зіткнеться з ядром атома ксенону, воно може відскочити, створивши характерну комбінацію світлового спалаху та вивільнених електронів.

Саме подібну картину дослідники побачили після детального аналізу даних за 220 днів спостережень. Подія сталася ще в червні 2023 року, але її значення вдалося оцінити лише після тривалої перевірки.

Особливий інтерес полягає в тому, що сигнал може відповідати не стандартному сценарію слабковзаємодіючих масивних частинок WIMP, а більш екзотичному варіанту, де частинка темної матерії переходить між різними енергетичними станами.

У такій моделі взаємодія може відбуватися лише тоді, коли зіткнення має достатньо енергії. Це робить літній час особливо цікавим, оскільки Земля рухається через галактичне гало темної матерії з дещо іншою відносною швидкістю.

Статистична значущість події становить близько 2,6 сигма. Це означає, що ймовірність випадкового фонового пояснення не нульова й залишається занадто високою для офіційного відкриття.

У фізиці частинок стандартом відкриття вважають п’ять сигма, а приблизно три сигма — лише рівнем попереднього натяку. Тому одна подія не дозволяє говорити про пряме виявлення темної матерії.

Проте сам факт того, що детектор здатний реєструвати настільки рідкісні й слабкі сигнали, підтверджує його виняткову чутливість. Наступні роки спостережень покажуть, чи повторяться подібні події.

Темна матерія, за сучасними оцінками, становить близько 85 відсотків усієї матерії у Всесвіті. Її існування добре видно за гравітаційним впливом на галактики, але жодну частинку темної матерії досі не вдалося надійно зареєструвати безпосередньо. Саме тому навіть один дивний сигнал привертає величезну увагу фізиків.

Експеримент LZ є одним із найчутливіших детекторів темної матерії у світі. Установка містить кілька тонн рідкого ксенону, а всі її матеріали ретельно відбирали так, щоб мінімізувати природну радіоактивність і випадкові сигнали.

Коли частинка взаємодіє з ксеноном, детектор реєструє два типи сигналів: короткий спалах світла та другий сигнал від електронів, які витягуються в газову область. Співвідношення цих сигналів допомагає відрізняти можливі взаємодії темної матерії від звичайного радіоактивного фону.

Особливий інтерес до цієї події пояснюється її відповідністю сценаріям так званої нееластичної темної матерії. У таких моделях частинка після зіткнення переходить у трохи інший енергетичний стан, а отже, характер сигналу відрізняється від класичних WIMP.

Дослідники не планують робити гучних висновків до накопичення значно більшої статистики. Якщо подібні події повторяться з очікуваною сезонною або енергетичною структурою, їхня значущість зростатиме; якщо ні, нинішній сигнал, найімовірніше, залишиться статистичною випадковістю.

https://informator.ua/uk/detektor-gliboko-pid-zemleyu-vloviv-te-chogo-fiziki-chekali-desyatilittyami