ثبت برهم‌کنشی عجیب در آشکارساز LZ؛ آیا دانشمندان بالاخره ماده تاریک را مشاهده کردند؟

آزمایش شکار ماده تاریک شاید سرانجام به نخستین سرنخ مستقیم از این ماده‌ی نامرئی رسیده باشد؛ اما فعلاً فقط رویدادی عجیب در دست دانشمندان است. براساس نتایج تحلیلی تازه که اول سپتامبر در نشست «اخترفیزیک ذرات در انرژی ترا الکترون‌ولت» در ژاپن ارائه شد، داده‌های آشکارساز لاکس‌زپلین (LUX-ZEPLIN) یا به اختصار، ال‌زد، برهم‌کنش ذره‌ای را شناسایی کرده‌اند که با یکی از سناریوهای پیشنهادی برای ماده تاریک سازگار است. بااین‌حال، این رویداد به‌تنهایی برای تأیید کشف کافی نیست.

ماده تاریک تاکنون به‌طور مستقیم مشاهده نشده است و وجود آن از اثر گرانشی بر کیهان استنباط می‌شود. آشکارساز ال‌زد در تأسیسات تحقیقاتی زیرزمینی سنفورد در داکوتای جنوبی قرار دارد و یکی از اهدافش، جست‌وجوی دسته‌ای از نامزدهای ماده تاریک، موسوم به «ذرات سنگین با برهم‌کنش ضعیف» یا ویمپ (WIMP) است.

به‌گزارش ساینس‌نیوز، ال‌زد برای یافتن برخورد احتمالی ذرات مذکور با هسته اتم‌ها، مخزنی از زنون مایع را زیر نظر می‌گیرد. اگر چنین برخوردی رخ دهد، هسته زنون پس‌زده می‌شود و جرقه‌ای کوچک از نور ایجاد می‌کند. سپس الکترون‌هایی آزاد می‌شوند که حسگرهای آشکارساز قادر به شناسایی آن‌ها هستند. تحلیل جدید به دنبال نوعی فرضی از ماده تاریک بود که بتواند هسته را با انرژی بسیار بیشتری به عقب براند.

آشکارساز ال‌زد برای شناسایی دو سیگنال نوری در زمان برهم‌کنش طراحی شده است؛ نخستین سیگنال بلافاصله پس از پس‌زنی هسته ایجاد می‌شود. الکترون‌های آزادشده نیز تحت‌تأثیر میدان الکتریکی به سمت بالای آشکارساز حرکت می‌کنند و هنگام رسیدن به بالا، سیگنال نوری دوم را ایجاد به وجود می‌آورند. رابطه میان این دو سیگنال به پژوهشگران کمک می‌کند رویدادهای احتمالی ماده تاریک را از برهم‌کنش‌های دیگر جدا کنند.