Banbrytande framsteg i jakten på mörk materia med högsta känslighet för WIMPs hittills

StockholmDe senaste resultaten från LUX-ZEPLIN (LZ)-experimentet har förbättrat vår förståelse av mörk materia. Experimentet, som utförs nästan en mil under marken vid Sanford Underground Research Facility i South Dakota, har satt nya gränser för de svagt interagerande massiva partiklarna (WIMPs). Upptäckterna tyder på att om WIMPs existerar, kan deras massa och interaktionsegenskaper skilja sig mycket från vad forskarna tidigare har trott.

Viktiga delar av experimentet omfattar: experimentet utförs nästan en och en halv kilometer under jord för att skydda mot kosmiska strålar; det använder sig av material med extremt låg strålning för att minska bakgrundsbrus; och utnyttjar en "salting"-teknik för att undvika partiskhet under analysen.

LZ har nyligen genomfört en sökning efter mörk materia under 280 dagar. Trots att inga WIMPs upptäcktes, har datan hjälpt forskare att fördjupa förståelsen kring de möjliga egenskaperna hos dessa partiklar. Denna information är värdefull då den vägleder framtida experiment i var nästa sökningar bör bedrivas.

LZ-experimentet använder avancerade metoder för att öka känsligheten. Dessa metoder inkluderar skikt av skydd för att blockera oönskade partiklar och speciella tekniker för att identifiera och utesluta falska signaler, såsom de från radon. Genom att eliminera dessa falska positiva kan forskarna mer effektivt leta efter mörk materia.

Läs också:

Idag · 12:24

Innovativ process förvandlar växtavfall till grönt flygbränsle

Den nyskapande metoden som kallas "salting" tillsätter falska signaler till data för att den riktiga informationen ska förbli dold fram till den slutliga granskningen. Detta hjälper till att förhindra att forskare av misstag påverkar sina resultat och säkerställer att upptäckterna är korrekta och fria från fel.

LZ:s resultat betonar vikten av globalt samarbete, med stöd från länder som USA, Storbritannien, Portugal och Sydkorea. Detta omfattande och komplexa projekt är en betydande internationell insats för att lösa en stor fråga inom fysiken.

LZ planerar att samla data under 1 000 dagar fram till 2028 för att förbättra sitt sökande efter WIMPs. De har även för avsikt att leta efter andra sällsynta fysikaliska händelser såsom neutrinolös dubbel betasönderfall och signaler från boron-8-neutriner. Teamet överväger att uppgradera detektorn för att göra den mer känslig och kan utveckla en ny mörk materiadetektor kallad XLZD.

Den snabba utvecklingen av teknologier för att upptäcka mörk materia innebär att vi snart kan göra viktiga upptäckter. När LZ-experimentet driver denna forskning framåt, är forskarna förväntansfulla över den nya information de kommer att få.