Yerin Bir Mil Altinda Bir Parilti
16 Haziran 2023'te, Gueney Dakota'daki Black Hills'in bir mil altinda uc yil suren bir duyuruya yol acacak bir sey yasandi. LUX-ZEPLIN (LZ) dedektorundeki ultrakati sivi ksenon dolu muhurlu bir tank, aniden bir isik pariltisi ve eslik eden bir elektrik yukuu kaydetti — bir parcacigin bir ksenon atomu cekirdegiyle carpismasinin tartismasiz imzasi.
Dunyanin en hassas kararlik madde dedektoru olan LZ deneyi, tam olarak bu tur bir olayi yakalamak icin tasarlanmisti: siradan maddeye carpan WIMP (Zayif Etkilesimli Buyuk Parcacik) adi verilen varsayimsal bir parcacik. Ancak onlarca yillik arama surecindeki her onceki aday olay arka plan gurultusu olarak ortaya cikmisti.
Bu farkli.
Fizikciler Neden Heyecanli
Olay dedektorde 248 keV enerji depoladi — cogu WIMP aramasinin odaklandigi 50 keV sinirinin cok uzerinde. LZ isbirligi, Mart 2023 ile Nisan 2024 arasinda toplanan 220 gunluk verileri analiz etti ve aramalarini bu yuksek enerji rejimine genisletti.
Tuzunu cikardiktan sonra, geriye kalan tek bir olay vardi, dedi LZ socusu ve Brown Universitesi fizik profesoru Richard Gaitskell.
2,6 sigma anlamlilik seviyesinde, bunun istatistiksel bir rastlanti olma olasiligi yaklasik %0,5'tir. Parcacak fizigi bir kesifi ilan etmek icin 5 sigma ister — bu nedenle ekip kararlik madde bulduklarini iddia etmiyor.
Var Olmamasi Gereken WIMP
Standart WIMP teorileri, bu kadar enerjik bir parcacik tespit edilirse, deneyin ayrica duzinelerce dusuk enerjili olay da kaydetmis olmasi gerektigini ongoruyor. LZ sadece bir tane gordu.
Aday parcacinigin en az 200 GeV kutlesi olmasi gerekir — bir protonun kutlesinden 200 kat daha fazla.
Kapanan Bir Pencere
LZ gibi dedektorler, notronlar tarafindan bastirilmaya baslanacak bir hassasiyet esigine yaklasiyor. Bu son firsat penceren, dedi Chicago Universitesi fizikcisi Juan Collar.
Bundan Sonra Ne Olacak
LZ, 700'den fazla gun kormus veri biktirdi — bu analizde kullanilan veri setinin uc katindan fazla. Iki rekabetci deney bagimsiz dogrulama saglayabilir.
40 yillik el bos arama surecinden sonra, kararlik madde toplulugu uzun suredir ilk gercek gizemine sahip.
