Появилось новое поколение детекторов темной материи.
Новая масштабная попытка обнаружить неуловимую субстанцию показала первые результаты. Следуя проверенной временем традиции охотников за темной материей, эксперимент, названный LZ, не обнаружил темную материю. Но он сделал это лучше, чем когда-либо прежде, сообщают физики 7 июля в ходе виртуального вебинара и в статье, опубликованной на сайте LZ. А поскольку планируется еще несколько лет сбора данных с LZ и других подобных ему экспериментов, физики надеются, что им наконец-то удастся увидеть темную материю.
«Темная материя остается одной из самых больших загадок в физике частиц на сегодняшний день», — сказал во время вебинара представитель LZ Хью Липпинкотт, физик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.
LZ, или LUX-ZEPLIN, нацелен на обнаружение неопознанных частиц, которые, как считается, составляют большую часть материи Вселенной. Хотя никто еще окончательно не обнаружил частицу темной материи, ее влияние на Вселенную можно увидеть в движении звезд и галактик, а также в других космических наблюдениях.
Расположенный примерно в 1,5 километрах под землей в Сэнфордском подземном исследовательском центре в Свинце, штат С.Д., детектор заполнен 10 метрическими тоннами жидкого ксенона. Если частицы темной материи врежутся в ядра любого из этих атомов ксенона, они произведут вспышки света, которые зафиксирует детектор.
Эксперимент LZ является одним из нового поколения больших и более мощных детекторов темной материи на основе жидкого ксенона, к которому также относятся XENONnT в Национальной лаборатории Гран-Сассо в Италии и PandaX-4T в Китайской подземной лаборатории имени Цзиньпина. Эксперименты направлены на обнаружение теоретизируемого типа темной материи, называемого слабо взаимодействующими массивными частицами, или WIMPs. Ученые расширили масштабы поиска, чтобы повысить вероятность обнаружения частиц, и в каждый детектор поместили несколько тонн жидкого ксенона.
Используя данные только за 60 дней, LZ уже превзошел предыдущие попытки обнаружить WIMPs. «То, что они смогли сделать, действительно впечатляет; это технологическое чудо», — говорит физик-теоретик Дэн Хупер из Фермилаб в Батавии, штат Иллинойс, который не принимал участия в исследовании.
Хотя поиски LZ оказались пустыми, «путь к открытию чего-либо лежит через несколько лет подряд», — говорит сотрудник LZ Мэтью Сидагис, физик из Университета Олбани в Нью-Йорке. Ожидается, что LZ будет работать около пяти лет, и данные, полученные за этот длительный период, могут дать физикам наилучший шанс найти частицы.
Теперь, когда детектор доказал свой потенциал, говорит физик LZ Кевин Леско из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в Калифорнии, «мы с нетерпением ждем того, что увидим».
