Международная команда ученых объявила о результатах исследования, которые приближают науку к раскрытию природы темной материи. Исследование проводили в подземной лаборатории в США, где ученые зафиксировали сигналы, которые ведут себя подобно темной материи на ранее неисследованных уровнях энергии.
О результатах исследования сообщили участники проекта LUX-ZEPLIN в официальном заявлении научной коллаборации, пишет издание Interesting Engineering. Они отметили, что анализ данных охватил ранее недоступные параметры, которые ранее считались технически сложными для исследования.
Темная материя составляет около 85 процентов всей материи во Вселенной, однако она остается невидимой для прямых наблюдений. Именно поэтому любые новые данные в этой сфере считают важным шагом для астрофизики и космологии. Ученые отметили, что полученные результаты открывают новый диапазон энергий для поиска частиц темной материи.
Один из участников эксперимента, доктор Джим Добсон из Королевского колледжа Лондона, в пресс-заявлении подчеркнул, что новые наблюдения подтверждают способность установки фиксировать чрезвычайно слабые сигналы, связанные с фундаментальными процессами во Вселенной.
Эксперимент LUX-ZEPLIN сосредотачивается на поиске слабовзаимодействующих массивных частиц, известных как WIMP. Именно их много лет считают одним из главных кандидатов на роль темной материи.
Исследователи предполагают, что такие частицы возникли еще на ранних этапах существования Вселенной. И хотя прямого подтверждения их существования до сих пор нет, новые результаты, по словам ученых, добавляют уверенности в правильности выбранного подхода.
И здесь есть важный нюанс. В процессе работы команда зафиксировала сигналы от нейтрино бора-8, которые поступают из ядра Солнца и взаимодействуют с атомами ксенона подобно частицам темной материи. Это означает, что установка работает именно так, как и ожидали физики.
LUX-ZEPLIN является одним из крупнейших в мире детекторов темной материи. Его разместили на глубине почти полтора километра под землей в бывшей золотой шахте на базе Sanford Underground Research Facility в штате Южная Дакота.
Такое расположение позволяет минимизировать влияние космических лучей и фоновой радиации. Для эксперимента используют резервуар с жидким ксеноном массой около 10 тонн, который фиксирует взаимодействие частиц с атомами вещества.
В новом анализе ученые сосредоточились на поиске WIMP с массой от пяти до десяти гигаэлектронвольт на квадрат скорости света. Ранее такие низкие энергетические диапазоны почти не исследовали, поскольку для них существовали искусственные ограничения.
Именно в этом диапазоне команда и зафиксировала сигналы нейтрино, которые подтвердили чувствительность детектора. Это, по мнению исследователей, означает, что в случае появления сигнала темной материи установка сможет его обнаружить.
Проект LUX-ZEPLIN планирует собрать данные за 1 тысячу дней непрерывных наблюдений. Такой объем информации позволяет не только проверить новые результаты, но и существенно повысить шансы на реальное открытие темной материи.
Доктор Джим Добсон отметил, что каждый новый набор данных открывает дополнительные возможности для анализа. По его словам, фиксация известного нейтринного сигнала дает уверенность в том, что система готова к обнаружению значительно более редких событий.
В проекте участвуют около 250 ученых, инженеров и технических специалистов из разных стран. Они работают над одним из самых сложных вопросов современной науки, и результаты уже сейчас называют обнадеживающими.