Forskare i LUX-ZEPLIN-experimentet, LZ, har registrerat en partikelsignal som är svår att förklara med hjälp av kända bakgrundsprocesser. Händelsen kan i teorin ha orsakats av en partikel från mörk materia – men forskarna betonar att det ännu inte handlar om en bekräftad upptäckt.
LZ-detektorn ligger nästan 1,5 kilometer under marken vid Sanford Underground Research Facility i South Dakota, USA. Den innehåller tio ton extremt ren flytande xenon. Tanken är att en mörk materiepartikel ska kollidera med en xenonatom och skapa en mycket svag ljusblixt som kan registreras av detektorn.
Den nya analysen omfattar 220 dygns insamlade data från perioden mars 2023 till april 2024. Forskarna undersökte ett energiområde där de normalt inte letar efter de enklaste formerna av WIMP-signaler. WIMP är en förkortning för weakly interacting massive particle och är en av de mest studerade kandidaterna till mörk materia.
Mörk materia har aldrig upptäckts direkt
Mörk materia tros utgöra omkring 85 procent av all massa i universum. Den sänder inte ut eller reflekterar ljus, vilket gör den osynlig för vanliga teleskop. Dess existens har i stället beräknats utifrån hur dess gravitation påverkar galaxer och andra himlakroppar.
Trots årtionden av experiment har ingen forskargrupp ännu kunnat bekräfta en direkt observation. Därför väcker den nya händelsen stort intresse.
Signalens statistiska styrka anges till 2,6 sigma. Det är tillräckligt för att forskarna ska vilja undersöka fyndet närmare, men långt från den gräns på fem sigma som normalt krävs för att kalla ett resultat en upptäckt inom partikelfysiken. Forskarna uppskattar att sannolikheten för att signalen beror på en hittills okänd bakgrundsprocess är omkring 0,5 procent.
Fler mätningar ska avgöra frågan
Om signalen verkligen orsakades av mörk materia skulle den partikel som skapade den sannolikt ha en massa på minst 200 gånger protonens massa. Händelsen skulle också kunna tyda på en mer komplicerad växelverkan mellan mörk materia och vanlig materia än vad de enklaste modellerna förutsäger.
Samtidigt kan en ensam händelse inte skiljas säkert från en mycket ovanlig bakgrundssignal. LZ-samarbetet fortsätter därför att samla in data. Om fler liknande signaler registreras kan resultatets statistiska styrka växa. Om signalen inte återkommer kan den i stället visa sig vara ett sällsynt mätfenomen.
Resultaten presenterades den 1 september vid konferensen TeV Particle Astrophysics 2026 i Japan. En vetenskaplig artikel ska publiceras som förtryck och skickas in till tidskriften Physical Review Letters.
Källor för publicering: