Эксперимент LZ установил новые ограничения на существование тёмной материи

В эксперименте было использовано 10 тонн жидкого ксенона для обнаружения потенциальных сигналов WIMP

Учёные из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) Министерства энергетики США представили новые результаты эксперимента LUX-ZEPLIN (LZ), который является самым чувствительным в мире детектором тёмной материи. Результаты показывают, что эксперимент не обнаружил никаких доказательств существования WIMP (слабо взаимодействующих массивных частиц) с массой свыше 9 гигаэлектронвольт/c2 (ГэВ/c2).

Эксперимент LZ проводится в подземном исследовательском центре Сэнфорда в Южной Дакоте и использует 10 тонн жидкого ксенона для обнаружения потенциальных сигналов WIMP. Детектор имеет высокую чувствительность и способен уменьшить фоны, ложные сигналы, которые могут выдавать себя за взаимодействие темной материи или скрывать его.

Центральный детектор LZ в «чистой комнате» лаборатории. Источник: Matthew Kapust / Sanford Underground Research Facility

Новые результаты были получены после анализа данных за 280 дней, собранных между мартом 2023 года и апрелем 2024 года. Эти данные были объединены с 60 днями из первого запуска LZ. Эксперимент планирует собрать данные за 1000 дней до его окончания в 2028 году.

«Это новые ведущие ограничения тёмной материи и WIMP с существенным отрывом. У нас есть инструменты такой чувствительности, чтобы увидеть, есть эти частицы там, где мы ищем», — сказал Чамкаур Гхаг, представитель LZ и профессор Университетского колледжа Лондона (UCL).

Результаты эксперимента LZ будут иметь значительные последствия для понимания тёмной материи и Вселенной в целом.

«Мы продемонстрировали, насколько сильны наши возможности в поиске WIMP, и продолжим работать — есть ещё много других вещей, которые мы можем сделать с этим детектором», — сказала Эми Коттл, руководитель проекта по поиску WIMP и доцент Университетского колледжа Лондона.

Эксперимент LZ является совместным проектом 250 учёных из 38 институтов в США, Великобритании, Португалии, Швейцарии, Южной Корее и Австралии. Большую часть работы по созданию, проведению и анализу рекордного эксперимента выполняют молодые исследователи.