Da li je konačno pronađena tamna materija? Naučnici zabeležili veoma neobičan signal

Istraživači iz eksperimenta LUX-ZEPLIN (LZ), jednog od najosetljivijih eksperimenata za potragu za tamnom materijom, zabeležili su jednu česticu čija je interakcija sa detektorom izazvala veliko uzbuđenje među naučnicima.

Za sada nije reč o potvrđenom otkriću tamne materije, ali registrovani događaj predstavlja upravo onu vrstu rezultata koja privlači pažnju istraživača.

Astronaute muči velika briga - imaju zatvor: Naučnici konačno otkrili uzroke stomačnih tegoba

Pronađen trag Nojevog kovčega? Radari otkrili neobične strukture kod Ararata

Tamna materija je hipotetički oblik materije za koji se smatra da čini oko 85 odsto sve materije u svemiru i gotovo trećinu njegovog ukupnog sadržaja mase i energije. Naučnici još ne znaju šta je zapravo čini, ali postoje snažni dokazi da ona postoji. Za razliku od obične materije, ne stupa u interakciju sa svetlošću, zbog čega je dobila naziv "tamna".

Da bi pokušali da uhvate čestice tamne materije, istraživači koriste ogroman rezervoar ispunjen ultrapure tečnim ksenonom. Detektor se nalazi oko 1.500 metara ispod zemlje, u okviru Sanford Underground Research Facility (SURF) u Južnoj Dakoti.

Dubina na kojoj je smešten izuzetno je važna, jer štiti eksperiment od kosmičkih zraka kojima je Zemlja neprestano bombardovana i koji bi mogli da stvaraju neželjeni  "šum" u podacima.

Energija grmljavine pomaže u otkrivanju prostora ispod zemlje: Naučnici mapirali tlo do 100 metara dubine

Signal koji se ne ponaša kao poznata pozadina

Jedna od vodećih teorija jeste da bi tamnu materiju mogle da čine takozvane WIMP čestice - slabo interagujuće masivne čestice. One bi bile teže od poznatih čestica od kojih je izgrađen svet oko nas, ali bi sa njima veoma retko stupale u interakciju.

Kada bi jedna takva čestica udarila u običnu materiju, mogla bi da izazove povratni trzaj jezgra atoma. Taj proces bi proizveo malu količinu svetlosti koju detektor može da registruje.

Problem je u tome što postoje i drugi, prirodni procesi koji mogu da proizvedu sličan signal. Radioaktivnost iz okruženja ili samog detektora može da oponaša ono što bi izgledalo kao trag tamne materije.

Upravo zato je jedan od registrovanih događaja privukao posebnu pažnju.

Otkrivena najbrža zvezda u Mlečnom putu: Kreće se 100.000 puta brže od aviona

Događaj označen kao LZ230616 ukazuje na česticu čija je masa više od 200 puta veća od mase protona. Još važnije, način na koji je događaj zabeležen ne odgovara ponašanju nijednog do sada poznatog pozadinskog procesa.

"Ovaj događaj, koji označavamo kao LZ230616, izdvaja se od ostalih događaja", rekao je za IFLScience Sam Eriksen, vodeći autor istraživanja i viši istraživač na Univerzitetu u Bristolu.

Prema njegovim rečima, događaj je zabeležen u oblasti prostora parametara u kojoj je stopa pozadinskih događaja izuzetno mala, a sam događaj "ne ponaša se onako kako očekujemo da bi se poznata pozadina ponašala".

"Jednostavno rečeno, to znači da smo možda videli nešto novo", rekao je Eriksen.

Ipak, postoji i mnogo manje spektakularno objašnjenje. Moguće je da je reč o izuzetno retkom pozadinskom događaju koji naučnici do sada nisu registrovali.

Druga, mnogo uzbudljivija mogućnost jeste da bi ovo mogao biti prvi nagoveštaj interakcije tamne materije.

Misterija egipatske pustinje: Arheolozi pronašli groblje ajkula staro milionima godina

Zašto naučnici još ne proglašavaju otkriće?

Iako rezultat zvuči spektakularno, naučnici su veoma oprezni. Ovaj događaj ima statističku značajnost od 2,6 sigma, što je znatno ispod standarda od pet sigma koji se u fizici čestica koristi kao prag za potvrdu otkrića.

Drugim rečima, postoji približno jedna šansa prema 200 da je zabeleženi signal posledica običnog pozadinskog događaja, a ne nečeg novog.

Potrebno je još mnogo podataka

LZ je ovaj signal registrovao u podacima prikupljenim tokom 370 dana rada. Istraživači sada planiraju da nastave sa prikupljanjem i analizom podataka kako bi utvrdili da li se slični događaji ponavljaju.

Eriksen navodi da će čak i do 2028. godine, kada se očekuje da eksperiment prikupi planiranu količinu podataka, tamna materija verovatno biti toliko retka da bi istraživači mogli da vide svega nekoliko potencijalnih događaja.

"Moramo da analiziramo još podataka kako bismo mogli da kažemo nešto više o ovom događaju ili sličnim događajima koje još nismo posmatrali", rekao je on.

Svemir ima novu misteriju: Zvezda crne rupe je veličine čitavog solarnog sistema i sija jarkocrvenom svetlošću

Istraživači su rezultate predstavili na konferenciji 2026 TeV Particle Astrophysics, održanoj u Japanu, a istraživanje će biti objavljeno na arXiv-u i poslato časopisu Physical Review Letters.

Tamna materija već decenijama predstavlja jednu od vodećih hipoteza u fizici, ali uprkos sve većim i složenijim eksperimentima, naučnici još nisu uspeli da je direktno potvrde.

LUX-ZEPLIN je trenutno najosetljiviji detektor ove vrste. Upravo zbog toga svaki neuobičajen signal ima posebnu težinu.

Za sada postoje dve mogućnosti: naučnici su možda otkrili izuzetno redak i do sada nepoznat pozadinski događaj - ili su zabeležili prvi nagoveštaj čestica tamne materije.

Ukoliko se ispostavi da je ovo drugo tačno, radilo bi se o otkriću koje bi moglo potpuno da promeni naše razumevanje svemira.

Mapiranje atmosferskih reka: Napravljena globalna mapa koja prvi put pokazuje kuda se kreće vodena para

Osniva se Američka svemirska akademija: NASA će obučavati "svemirske lidere"