O experimento LUX–ZEPLIN (LZ), maior detector de WIMPs do mundo, registrou um sinal energético que os pesquisadores ainda não conseguiram explicar. O evento ocorreu em 16 de junho de 2023 e pode ser compatível com uma interação envolvendo uma partícula teórica associada à matéria escura.
A equipe ressalta que não há confirmação de uma detecção. O sinal também pode ter sido provocado por contaminação, ruído de fundo ou uma flutuação estatística. Os pesquisadores estimam em apenas 0,5% as chances de uma dessas explicações responder pelo evento.
O que foi observado
O LZ fica a 1,5 mil metros de profundidade, em uma antiga mina de ouro na Dakota do Sul, nos EUA. O experimento contém dez toneladas de xenônio líquido, mantido a -108 ºC. A proposta é identificar a energia produzida quando uma WIMP colide com um átomo de xenônio.
Desde 2021, os cientistas procuravam sinais associados ao modelo mais conhecido de WIMP, que prevê uma partícula de movimento lento e uma interação de baixa energia. Depois, ampliaram a análise para modelos teóricos capazes de produzir sinais mais energéticos. Foi nessa busca que apareceu o evento anômalo.
Uma possível interpretação é que o sinal tenha sido causado por uma WIMP mais massiva e energética do que a prevista pelo modelo tradicional. WIMPs são partículas hipotéticas que interagiriam com outras partículas principalmente pela gravidade e pela força nuclear fraca, sem interação com a radiação eletromagnética.
A matéria escura é considerada responsável por 84% da matéria do Universo. Sua existência é inferida pelos efeitos gravitacionais sobre outros objetos, mas sua composição permanece desconhecida. Uma das hipóteses é que ela seja formada por WIMPs.
Próximos passos
Eric Dahl, pesquisador da Universidade Northwestern e autor do estudo, afirmou: “Nos 20 anos em que me dedico à busca por matéria escura, este é o evento mais interessante que já vi”.
Rick Gaitskell, professor da Universidade Brown e um dos responsáveis pelo experimento, disse que a equipe não quer se precipitar com apenas um evento e não afirma ter detectado matéria escura.
Os resultados foram apresentados em uma conferência no Japão no começo de setembro. O artigo está disponível como preprint, ainda sem revisão de outros pesquisadores, e a equipe pretende submetê-lo à Physical Review Letters.
O LZ usou apenas uma fração dos dados coletados e deve continuar ativo por vários anos. Se o sinal tiver origem na matéria escura, eventos semelhantes poderão se repetir. Outro experimento, o PandaX-xT, está em construção na China e será o mais potente detector de WIMPs do mundo.
