Cientistas identificaram no experimento LUX-ZEPLIN um sinal que pode estar relacionado à matéria escura, mas o resultado ainda não permite confirmar a descoberta. A interação registrada é difícil de explicar pelos chamados processos de fundo, associados a partículas e fenômenos da matéria convencional.
A hipótese considerada pela equipe é que o evento tenha sido causado por uma WIMP, uma partícula massiva de interação fraca e uma das principais candidatas a compor a matéria escura. A possível detecção foi apresentada em 1º de setembro, durante a conferência TeV Particle Astrophysics, no Japão. O estudo será disponibilizado na plataforma arXiv e submetido à revista Physical Review Letters, além de ainda precisar passar pela avaliação de pesquisadores independentes.
Por que o resultado ainda não confirma a descoberta
O sinal apresentou significância estatística de 2,6 sigma, abaixo do patamar de 5 sigma geralmente usado na física de partículas para considerar uma descoberta confirmada. Os pesquisadores também precisam obter novos dados para verificar se a interpretação se mantém.
O LUX-ZEPLIN é administrado pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, do Departamento de Energia dos Estados Unidos. O detector está instalado na Instalação de Pesquisa Subterrânea de Sanford, na Dakota do Sul, quase 1,5 quilômetro abaixo da superfície. A localização reduz a interferência de partículas e radiações presentes na superfície.
A análise examinou 220 dias de dados coletados entre março de 2023 e abril de 2024. O equipamento usa cerca de dez toneladas de xenônio líquido ultrapuro, mantido em uma câmara com sensores que registram flashes de luz produzidos quando partículas colidem com o material.
A matéria escura não emite, absorve nem reflete luz de maneira detectável. Sua existência é inferida pelos efeitos gravitacionais sobre estrelas, galáxias e outras estruturas do Universo. Segundo os modelos atuais, ela corresponde a cerca de 85% da matéria do Universo.
Próximas etapas
De acordo com a análise, o sinal seria compatível com uma partícula de massa de pelo menos 200 GeV/c², ou mais de 200 vezes a massa de um próton. A interação sugerida também não aparece nos modelos mais simples usados para descrever as WIMPs.
Os pesquisadores afirmam que o evento passou por verificações destinadas a descartar ruídos. O detector conta com a proteção da rocha sobre o laboratório, um tanque de água e equipamentos externos para identificar nêutrons que poderiam produzir sinais semelhantes. Ferramentas computacionais também são usadas para rejeitar falsos positivos.
Ainda existe aproximadamente 0,5% de chance de o evento ser explicado pelos ruídos de fundo conhecidos. Por isso, o LUX-ZEPLIN continuará coletando dados. A equipe pretende verificar se novos eventos semelhantes serão registrados. Caso isso ocorra, a hipótese de uma interação de matéria escura poderá ganhar força; se não houver novos sinais ou surgir uma explicação convencional, ela poderá perder sustentação.
