Международная группа исследователей-физиков зарегистрировала в недрах Соединенных Штатов Америки необычную вспышку энергии, напоминающую взаимодействие неуловимой частицы темной материи с обычной материей. Специализированные подземные приборы уловили сигнал, который невозможно было объяснить известными науке видами излучения или естественными помехами.

Согласно расчетам астрофизиков, приблизительно 85% общей массы Вселенной приходится на темную материю. Однако до настоящего времени ученые могли определять ее наличие только по гравитационному влиянию на галактики. Прямое обнаружение предполагаемых частиц оставалось затруднительным из-за их чрезвычайно слабого взаимодействия с обычной материей.

С целью поиска этих трудноуловимых объектов международный коллектив, объединяющий усилия 250 исследователей, создал детектор LUX-ZEPLIN (LZ) в научной лаборатории Sanford, расположенной на глубине полутора километров под землей в штате Южная Дакота. Центральным элементом установки выступила эмиссионная камера, содержащая семь тонн жидкого ксенона высокой степени очистки.

В результате взаимодействия неизвестной частицы с ядром ксенона происходит два последовательных импульса: первичный всплеск света, вызванный ионизацией, и последующий отложенный сигнал электролюминесценции. Эти сигналы фиксируются 494 высокочувствительными датчиками, расположенными в верхней и нижней частях резервуара. Выбор места установки в толще горных пород был обусловлен необходимостью исключить воздействие космических лучей, что создало оптимальные условия для регистрации крайне редких столкновений.

Специалисты провели анализ обширного массива данных, полученных за трехлетний период работы крупномасштабного детектора. В результате датчики зарегистрировали мощный одиночный толчок ядра с энергией 248 килоэлектронвольт, что характерно для взаимодействия с гипотетической тяжелой частицей темной материи. Математическое моделирование показало, что этот всплеск с высокой долей вероятности выходит за рамки обычного фонового шума. В физике подобный признак указывает на потенциальное научное открытие, хотя для получения окончательных доказательств ученым необходимо собрать значительно больше данных.

Авторы исследования отметили, что один зарегистрированный импульс недостаточен для официального объявления об обнаружении темной материи. Тем не менее, данное событие четко указывает на новую область физических взаимодействий. Исследователи продолжают сбор информации с целью достижения 1000 дней непрерывных наблюдений, чтобы окончательно подтвердить или опровергнуть природу зафиксированного сигнала.