Een detector die bijna een kilometer onder de grond in de Verenigde Staten ligt, heeft een enkele deeltjesinteractie opgevangen die natuurkundigen niet gemakkelijk kunnen verklaren met bekende achtergrondruis. Het voorval deed zich voor in een gebied waar donkere materie wordt verwacht, waardoor het de meest verleidelijke aanwijzing tot nu toe is van het LUX-ZEPLIN-experiment. Maar onderzoekers claimen geen ontdekking en benadrukken dat één gebeurtenis verre van bewijs is.
Een naald in een tank van 10 ton vloeibaar xenon
De LUX-ZEPLIN (LZ) detector bevindt zich in de Sanford Underground Research Facility in South Dakota. Het gebruikt 10 ton ultrazuiver vloeibaar xenon om zeldzame deeltjesbotsingen op te vangen. Het experiment wordt gerund door Lawrence Berkeley National Laboratory en omvat 250 wetenschappers van 39 instituten. Het hoofddoel is het vinden van WIMP's, zwak interagerende massieve deeltjes, die een belangrijke kandidaat zijn voor donkere materie.
In deze nieuwste analyse keek het team naar 220 dagen aan gegevens verzameld van maart 2023 tot april 2024. Eerdere zoektochten in dezelfde dataset richtten zich op zeer zwakke WIMP-signalen. Deze keer verbreedden ze de zoektocht naar interacties die meer energie in de detector achterlaten. Die bredere zoektocht leverde de onverwachte gebeurtenis op.
Eén gebeurtenis, veel vragen
De geregistreerde interactie is statistisch niet sterk genoeg om als ontdekking te tellen. Maar het valt op omdat het verschijnt in een regio met lage achtergrondstraling waar donkere materiedeeltjes naar verwachting een spoor achterlaten. Rick Gaitskell, professor aan Brown University en LZ-woordvoerder, zei dat het team geïntrigeerd maar voorzichtig is. "We claimen geen donkere materie te hebben gezien," zei hij. "Maar we hebben iets interessants gezien."
De resultaten werden gepresenteerd op de 2026 TeV Particle Astrophysics conferentie in Japan. Het artikel zal op arXiv worden geplaatst en ingediend bij Physical Review Letters. Wetenschappers buiten de samenwerking zullen de gebeurtenis nu onder de loep nemen en hun eigen interpretaties geven.
Donkere materie zou ongeveer 85% van alle materie in het universum uitmaken, maar geen enkel experiment heeft het direct gedetecteerd. De zwaartekrachtseffecten zijn overal zichtbaar, maar de samenstelling blijft onbekend. Als deze enkele gebeurtenis door meer gegevens wordt bevestigd, zou het de eerste directe aanwijzing kunnen zijn van een donkere materiedeeltje. Voor nu is het een mysterie dat het waard is om in de gaten te houden.
