Коллаборация LUX-ZEPLIN (LZ), один из крупнейших в мире детекторов темной материи, объявила о новых важных результатах в поиске загадочной субстанции, составляющей около 85% массы Вселенной. Эксперимент, расположенный почти в полутора километрах под землей в бывшем золотом руднике в Южной Дакоте (США), исследует одного из главных кандидатов на роль темной материи — слабовзаимодействующие массивные частицы, или вимпы.
В ходе новой фазы исследований ученые сосредоточились на поиске вимпов с низкой массой, в диапазоне от пяти до десяти гигаэлектронвольт. Ранее поиски в этом низкоэнергетическом диапазоне были серьезно затруднены из-за высокого фона мешающих сигналов, поэтому новая работа позволила изучить ранее малодоступную область параметров. Используя десятитонный резервуар с жидким ксеноном, физики смогли зафиксировать в этом низкоэнергетическом диапазоне фоновые сигналы от солнечных нейтрино бора-8. Эти сверхбыстрые частицы из недр Солнца взаимодействуют с атомами ксенона так, как, согласно теориям, должны взаимодействовать частицы темной материи.
Это обнаружение известно ученым и служит критически важным маркером, подтверждающим, что детектор обладает необходимой чувствительностью и корректно работает. По словам доктора Джима Добсона из Королевского колледжа Лондона, участника проекта, наблюдение этого известного нейтринного сигнала дает уверенность в том, что если сигнал темной материи присутствует, установка готова его обнаружить. Ученые подчеркивают, что они открыли новое окно во Вселенную, и теперь детектор LZ является ведущим экспериментом по поиску вимповой темной материи в области низких масс.
Проект LUX-ZEPLIN, в котором задействованы 250 ученых, инженеров и технических специалистов со всего мира, планирует собирать данные в течение 1000 дней. Последние результаты, демонстрирующие готовность аппаратуры к открытию, означают, что долгожданное обнаружение истинной природы темной материи может произойти в любой момент.