Ученые заявили, что эксперимент по поиску темной материи дает первые результаты

Исследователи из Сиднейского университета представили промежуточные итоги международного эксперимента LUX-ZEPLIN (LZ), направленного на изучение темной материи. Научный портал The Conversation опубликовал доклад о проделанной работе.

Современные космологические теории предполагают, что темная материя составляет до 85% массы Вселенной. Однако, несмотря на многочисленные попытки, ученым пока не удалось обнаружить ни одной частицы темной материи. О существовании огромного объема невидимого вещества свидетельствуют косвенные признаки, такие как аномальная скорость вращения галактик и особенности реликтового излучения.

Ведущая гипотеза предполагает, что темная материя состоит из «слабо взаимодействующих массивных частиц» (СВМЧ). Предполагается, что данные частицы обладают значительной массой, вызывая наблюдаемые гравитационные эффекты, но крайне редко взаимодействуют с обычным веществом.

Эксперимент LZ проводится в бывшей золотодобывающей шахте на глубине примерно 1,5 км под поверхностью земли в штате Южная Дакота, США. Установка представляет собой массивный резервуар, содержащий семь тонн жидкого ксенона, охлажденного до температуры -98°C.

При столкновении частицы темной материи с ядром атома ксенона должна возникнуть микроскопическая вспышка света. Для регистрации подобных вспышек детектор оснащен 494 высокочувствительными световыми сенсорами.

Однако вспышки могут быть вызваны не только частицами темной материи. Существует фоновое излучение от окружающей среды и даже от материалов самой установки и детекторов.

Несмотря на отсутствие прямых доказательств существования темной материи, последние результаты позволили отфильтровать значительный объем посторонних данных, не относящихся к основной цели исследования.

В частности, эксперимент не выявил следов частиц с массой, превышающей 1,6 × 10^-26 кг, что приблизительно в 10 раз больше массы протона.

Исследователи отмечают, что в случае, если LZ не обнаружит доказательств существования темной материи, возможно, потребуется создание нового детектора, превосходящего текущую установку по размерам почти в 10 раз.