Российские ученые оценили недавние результаты эксперимента на детекторе LUX-ZEPLIN (LZ). Физики зафиксировали одиночное событие, которое не объясняется проявлениями фонового вещества и, по одной из версией, может служить первым фактом регистрации темной материи. Мнения специалистов собрал РБК.
О чем речь
Темная материя — это невидимое гипотетическое вещество, которое составляет до 85% общей массы Вселенной. Частицы темной материи не взаимодействуют с видимым веществом, поэтому ученые не могут их зарегистрировать, чтобы доказать гипотезу.
Физики, работающие на детекторе в подземной лаборатории США, получили особый сигнал, который может указывать на взаимодействие WIMP — слабовзаимодействующей массивной частице, которую считают формой темной материи — с атомным ядром ксенона.
Эксперименты по поиску частиц темной материи проводятся десятки лет, исследование LZ — самый «чувствительный» из них на данный момент, говорят эксперты.
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела теоретической физики Института ядерных исследований РАН Петр Сатунин пояснил суть эксперимента. Установка LZ— это «бочка», наполненная чистым жидким ксеноном. При потенциальном столкновении WIMP с ядром ксенона возникает отдача энергии, которая преобразуется в две вспышки света — мгновенную, в месте удара, и отсроченную, когда выбитые электроны поднимаются к поверхности жидкости. Эти вспышки ловят сверхчувствительные детекторы по краям «бочки».
Можно ли верить результатам
Астрофизик, кандидат физико-математических наук Александр Плавин относится к опубликованным результатам «без эйфории». Это прекрасно понимают и сами авторы исследования, которые честно признают, что один эпизод нельзя считать свершившимся открытием.
По одному событию неучтенный сбой прибора неотличим от сигнала, а за последние 40 лет растворились и несколько более убедительных намеков. Пока это не открытие, а зацепка, и у нас есть способы ее проверить
Шансы подтвердить результат в ближайшие годы весьма реальные, LZ работает до 2028 года, а похожие детекторы в Италии и Китае смогут сделать независимую проверку.
Астрофизик, профессор РАН Сергей Попов называет результаты «крайне интересными». По его мнению, если LZ решились на обнародование исследования, значит, «они считают его достаточно надежным». При этом он тоже согласен, что данных пока мало: «Посмотрим, подтвердится ли результат. Пока рано говорить о надежном открытии».
В чем значение открытия
Прямая регистрация частиц темной материи стала бы одной из самых ярких научных открытий, считает Попов.
Это важно и для фундаментальной физики (за пределами стандартной модели), и для космологии (мы бы поняли, из чего состоит 80% вещества во Вселенной), и для астрофизики (темное вещество обнаружимого типа должно взаимодействовать с астрономическими объектами, в первую очередь с нейтронными звездами)
Если ученые добьются успеха, будет наконец поставлена точка в 100-летнем научном вопросе. Это была бы первая частица за пределами стандартной модели, первая «настоящая трещина в фундаментальной физике за полвека», и она задала бы направление поиска на десятилетия вперед, полагает Плавин.
«Квантовую механику сто лет назад тоже считали отвлеченной теорией, интересной десятку человек, а сегодня из нее выросла вся электроника», — подчеркивает он.
За описание устройства темной материи будет присуждена Нобелевская премия, не сомневается Попов.
Ранее Наука Mail рассказывала, что эксперимент подтвердил: гравитация действует в квантовом мире.