Темна матерія могла нарешті видати себе. Експеримент LUX-ZEPLIN, розташований глибоко під землею у США, зафіксував одиничну взаємодію частинок, яку дослідники поки не можуть пояснити відомими джерелами. І хоча цього недостатньо для сенсаційного оголошення про відкриття, сигнал уже привернув серйозну увагу фізиків.
Темна матерія залишається однією з найбільших загадок сучасної науки. Вважається, що на неї припадає близько 85% усієї матерії у Всесвіті, але безпосередньо її ніхто досі не спостерігав. Вона не взаємодіє зі світлом так, як звичайна речовина, тому залишається практично невидимою.
Одна з головних гіпотез полягає в тому, що темна матерія складається з так званих WIMP — масивних частинок, які дуже слабко взаємодіють із звичайною матерією.
Саме їх намагається знайти LUX-ZEPLIN — величезний детектор із приблизно 10 тоннами надчистого рідкого ксенону, встановлений на глибині близько 1,5 кілометра під землею в Південній Дакоті.
Один сигнал, який не вдалося пояснити
Під час аналізу даних дослідники натрапили на одну незвичайну подію. Частинка взаємодіяла з речовиною таким чином, що команда не змогла переконливо пояснити це відомими фоновими сигналами.
Для звичайного експерименту один такий випадок міг би здатися статистичним шумом. Але фізики LUX-ZEPLIN настільки добре знають характеристики свого детектора та можливі джерела фону, що навіть одна незрозуміла подія може мати значення.
Якщо припустити, що сигнал справді спричинила WIMP, він може дати перші підказки про властивості цієї загадкової частинки. Попередній аналіз вказує на масу приблизно у 200 разів більшу за масу протона, а характер взаємодії може відрізнятися від того, що передбачають найпростіші моделі WIMP.
Але є важливе «але». Імовірність того, що сигнал можна пояснити звичайним фоновим процесом, все ще становить близько 0,5%. Тобто говорити про остаточне відкриття темної матерії поки зарано.
Можливо, відповідь уже зовсім близько
Тепер учені продовжать збирати дані. Якщо подібні події повторяться і їхня статистична значущість зростатиме, фізики отримають набагато сильніші докази на користь існування WIMP.
І тут ситуація особливо цікава: темна матерія, якщо вона справді складається з таких частинок, має взаємодіяти зі звичайною матерією надзвичайно рідко. Тому для першого підтвердженого виявлення може знадобитися не тисячі сигналів, а лише кілька переконливих подій.
Іншими словами, цей загадковий одиничний спалах може виявитися нічим — а може стати першою сторінкою у розгадці того, з чого насправді складається більша частина матерії у Всесвіті.
Результати дослідники представили на конференції TeV Particle Astrophysics 2026, а роботу подали до Physical Review Letters. Тепер залишається найцікавіше — з’ясувати, чи був цей сигнал випадковістю, чи людство справді отримало перший натяк на невидиму матерію Всесвіту.