WORLD NEWS
Máy dò vật chất tối ghi nhận một sự kiện khó giải thích — 2,6 sigma chưa phải là khám phá
Một tương tác hạt năng lượng cao không thể giải thích được bằng các quá trình nền đã biết đã được xác định tại máy dò LUX-ZEPLIN (LZ) dưới lòng đất ở Hoa Kỳ. Đây là kết quả phân tích lại dữ liệu của 220 ngày và các nhà nghiên cứu để ngỏ khả năng đó là sự va chạm giữa các hạt vật chất tối và hạt nhân nguyên tử.
Đây không phải là thông báo rằng vật chất tối đã được phát hiện. Ý nghĩa thống kê là 2,6 sigma, thấp hơn tiêu chuẩn 5 sigma dành cho khám phá trong vật lý, và vì đây chỉ là một trường hợp duy nhất nên dữ liệu bổ sung phải được sử dụng để xác nhận xem đó có phải là hiện tượng nền hiếm gặp hay không.
Máy dò đã nhìn thấy gì?
LZ đo ánh sáng và tín hiệu điện tích được tạo ra khi các hạt để lại năng lượng trong khoảng 10 tấn xenon lỏng siêu tinh khiết. Phân tích mới tìm kiếm các tương tác có thể để lại năng lượng cao hơn so với các tìm kiếm hiện tại trong 220 ngày quan sát từ tháng 3 năm 2023 đến tháng 4 năm 2024. Trong quá trình này, vẫn còn một sự kiện không phù hợp lắm với nền tảng đã biết của vật chất thông thường.
2.6 Sigma có nghĩa là gì?
Điều này có nghĩa là, giả sử mô hình nền tảng của các nhà nghiên cứu là chính xác thì có khoảng 0,5% khả năng sự khác biệt này xảy ra một cách tình cờ. Nó có vẻ nhỏ, nhưng trong vật lý hạt, nơi có rất nhiều phân tích và biến số được kiểm tra, việc tuyên bố một khám phá là không đủ. Tiêu chí Five Sigma được sử dụng để giảm nguy cơ nhầm lẫn các biến động ngẫu nhiên hoặc nền tảng không mong đợi với các phát hiện.
Nếu là vật chất tối thì đó là loại ứng cử viên nào?
Nếu sự kiện này thực sự là do các hạt nặng tương tác yếu (WIMP), thì người ta cho rằng khối lượng hạt có thể lớn hơn 200 lần khối lượng proton. Chúng cũng có thể yêu cầu những tương tác phức tạp hơn mô hình va chạm đơn giản nhất. Tuy nhiên, đây là cách giải thích giả định rằng sự kiện là WIMP và không phải là kết quả của việc đo lường danh tính của hạt.
Cách giảm tín hiệu nền
Máy dò được đặt sâu khoảng 1,5km dưới lòng đất trong đá gốc, trong bể chứa nước, đồng thời là máy dò bên ngoài nhằm làm giảm ảnh hưởng của các hạt thông thường như tia vũ trụ và neutron. Các nhà nghiên cứu đã dành vài tháng để kiểm tra lại tình trạng của thiết bị và lý lịch có thể có. Tuy nhiên, hạn chế quan trọng nhất là có thể có một số quy trình hiếm hoi chưa được đưa vào mô hình.
Tại sao dữ liệu sau đây lại quan trọng?
Nếu đó là vật chất tối thì các sự kiện có tính chất tương tự sẽ chồng chất lên nhau trong thời gian quan sát lâu hơn. Ngược lại, khi dữ liệu bổ sung làm giảm tầm quan trọng của tín hiệu, nhiều khả năng nó sẽ là một biến động hoặc nền tảng thống kê. LZ đã thu thập thêm dữ liệu và bài báo đang trong giai đoạn xuất bản trước khi được bình duyệt.