Mogelijke glimp van donkere materie: onverklaarbare botsing zet wetenschappers op scherp

In dit artikel:

De extreem gevoelige LUX-ZEPLIN-detector (LZ) heeft diep onder de grond in South Dakota één botsing geregistreerd die onderzoekers nog niet overtuigend kunnen verklaren. Mogelijk ging het om een interactie met donkere materie, een onzichtbare vorm van materie die naar schatting ongeveer 85 procent van alle materie in het heelal uitmaakt.

LZ staat bijna 1,5 kilometer onder de grond en gebruikt zeven ton vloeibaar xenon om zeldzame botsingen met bijvoorbeeld WIMP’s te detecteren. Bij de analyse van 220 meetdagen uit 2023 en 2024 vonden wetenschappers een signaal waarbij een xenonkern ongeveer 250 keV aan energie kreeg. Er is geen bekend achtergrondproces dat dit resultaat momenteel goed verklaart. Als een WIMP de oorzaak was, zou het om een zwaar deeltje gaan van minstens 200 GeV/c², met een complexere wisselwerking dan in eenvoudige modellen wordt aangenomen.

Toch is er nog geen sprake van een ontdekking: de statistische significantie is 2,6 sigma, terwijl in de deeltjesfysica doorgaans 5 sigma vereist is. De detector moet uiteindelijk circa 1.000 dagen meten. Nieuwe vergelijkbare signalen zouden de donkere-materiehypothese versterken; blijft dit het enige incident, dan ligt een zeldzaam achtergrondproces meer voor de hand.