A láthatatlan tömeg létezésére évtizedek óta csak gravitációs hatásaiból következtetünk, közvetlen fizikai nyomot eddig senki sem látott. A LUX-ZEPLIN kísérlet kutatócsoportja most olyan észlelést rögzített, amely a tudományos közösség szerint az első közvetlen bizonyíték lehet a rejtélyes jelenségre. A felfedezés középpontjában a feltételezett sötét anyag részecskéje, a gyengén kölcsönható masszív részecske (WIMP) állhat, amely rendkívül ritka interakcióba lépett a hagyományos anyaggal.
Egyetlen furcsa villanás a hegy gyomrában
A dél-dakotai Sanford Föld Alatti Kutatóintézet (SURF) mélyén, mintegy 1,6 kilométeres kőzetréteg alatt működik a világ legérzékenyebb sötétanyag-detektora. A tíz tonna ultratiszta folyékony xenont tartalmazó berendezést azért telepítették a föld alá, hogy a kozmikus sugarak és a felszíni háttérzaj ne zavarhassa meg a méréseket.
A kutatócsoport a 2026-os TeV Részecske-asztrofizikai konferencián mutatta be az adatokat, amelyek szerint egyetlen olyan részecske-kölcsönhatást sikerült regisztrálniuk, amely semmilyen ismert háttérsugárzással nem magyarázható. Sam Eriksen, a Bristoli Egyetem fizikus kutatója és a projektcsapat vezetője kiemelte, hogy hónapokon át vizsgálták a lehetséges tényezőket, mielőtt a szakmai nyilvánosság elé léptek volna. Az észlelt nyom alapján a részecske tömege nagyjából kétszázszorosa a protonénak, ami felülírhatja a WIMP-ek legegyszerűbb elméleti modelljeit.
Miért nem hirdetnek még végleges felfedezést?
A részecskefizika szigorú statisztikai szabályok szerint működik, egyetlen gyanús villanás önmagában még nem elég a Nobel-díjas felfedezés kikiáltásához. A most elemzett jel szignifikanciája 2,6 szigma szintű, ami azt jelenti, hogy még mindig létezik mintegy 0,5 százalékos esély arra, hogy a szokatlan észlelést valamilyen fel nem tárt háttérzaj okozta.
A tudományos bizonyossághoz úgynevezett 5 szigma szint szükséges, így a kutatók rendkívül óvatosan nyilatkoznak a Physical Review Letters folyóirathoz benyújtott tanulmány eredményeiről. Mivel a sötét anyag és a hétköznapi anyag kölcsönhatása kivételesen ritka esemény, már néhány hasonló regisztráció is elég lehet a hipotézis megerősítéséhez vagy végleges kizárásához.
A sötét anyag az univerzumban található anyag mintegy 85 százalékát teszi ki, mégsem bocsát ki, nem nyel el és nem ver vissza fényt. Ha a dél-dakotai tartályban rögzített adat valóban a WIMP közvetlen nyoma, az átírhatja a modern részecskefizika standard modelljét, és választ adhat arra, mi alkotja valójában az univerzum láthatatlan szövetét. A kísérlet adatgyűjtése folytatódik, így a következő mérési időszak dönti el, hogy egy korszakos áttörés első jelét láttuk-e, vagy csupán egy rendkívül makacs háttérzaj vezette félre az elemzőket.
