Вселенная подала внятный сигнал, но праздновать раскрытие всех тайн пока рано

Ученые получили результат, который может стать важным шагом в поисках темной материи. В эксперименте LUX-ZEPLIN обнаружено необычное событие, не объясняющееся известными нынешней науке процессами. Оно может быть связано с гипотетической частицей, способной пролить свет на одну из главных загадок Вселенной. Но пока это именно теоретически возможное объяснение, а не доказанное открытие.

Темная материя получила свое название не потому, что ученые знают, что она темная, а потому, что не видят ее. Она не излучает свет и почти не взаимодействует с обычным веществом. При этом ее гравитационное влияние помогает объяснить, почему галактики вращаются именно так, как мы наблюдаем. По современным оценкам, на темную материю приходится около 85% всей материи во Вселенной. Иными словами, мы неплохо видим и понимаем, что она делает, но до сих пор не знаем, из чего состоит.

Экспериментальный детектор тёмной материи LUX-ZEPLIN, расположенный на глубине около полутора километров под землей в Южной Дакоте, пустынном штате на Среднем Западе США, создан именно для поиска таких частиц. Его камера-детектор содержит десять тонн сверхчистого жидкого ксенона. Когда частица темной материи сталкивается с атомом ксенона, она может оставить крошечный световой и электрический сигнал. Под землю лаборатория поместили для того, чтобы защитить прибор от космических частиц, способных создать похожие помехи.

В ходе нового анализа ученые обнаружили одно событие, которое не удалось убедительно объяснить известными источниками фонового излучения. Оно может оказаться следом гипотетической массивной, но почти не вступающей во взаимодействие с другими, частицей WIMP. Именно эта, пока во многом эмпирическая, частица давно рассматривается как один из главных «подозреваемых» на роль темной материи.

Почему один сигнал может иметь большое значение

Если предположение подтвердится, ученые получат не просто доказательство существования темной материи, но и первые сведения о ее свойствах. Предварительный анализ указывает, что возможная частица имеет массу примерно в 200 раз больше протона. Кроме того, характер взаимодействия может отличаться от того, что предсказывают самые простые модели.

Но до официального открытия пока далеко. Статистическая значимость результата составляет 2,6 сигмы (сигма – это среднеквадратическое отклонение от общего показателя), тогда как в физике элементарных частиц обычно требуется пять сигм. Это означает, что вероятность случайного фонового события пока слишком велика, чтобы объявлять новую частицу найденной.

Главная перспектива эксперимента теперь связана с продолжением наблюдений. Если в новых данных появятся похожие события, уверенность в гипотезе возрастет. Если же сигнал не повторится, ученым придется искать другое объяснение. В любом случае LUX-ZEPLIN уже позволил исследовать область, которая раньше оставалась практически недоступной.

Для науки это важный момент: не потому, что темная материя наконец-то раскрыла все свои секреты, а потому, что у исследователей появился конкретный повод проверить новую гипотезу. Возможно, человечество действительно приблизилось к обнаружению частиц, из которых состоит большая часть Вселенной. Но пока это лишь многообещающий намек, а не финал научной детективной истории.