Universita v Coimbře oznámila, že spolupráce LUX-ZEPLIN (LZ) poprvé pozorovala interakce slunečních neutrín s atomovými jádry a dosáhla nejlepších limitů v přímém hledání nízkomasové temné hmoty. Laboratoř pro instrumentaci a experimentální fyziku částic (LIP) na Fakultě věd a technologií Univerzity v Coimbře (FCTUC) je zakládajícím členem mezinárodní spolupráce LZ.
„Existence a povaha temné hmoty jsou základními otázkami pro pochopení vesmíru. Zatím jsme ji nebyli schopni pozorovat přímo, ale tyto výsledky nám umožňují lépe pochopit, jak by mohla interagovat s běžnou hmotou,“ uvedla Isabel Lopes, profesorka FCTUC a vědkyně z LIP, která vede portugalskou skupinu v mezinárodní spolupráci.
Podle UC tyto výsledky představují milník v oblasti fyziky částic a otevírají nová okna pro studium vnitřku Slunce. Experiment LZ stanovil nejpřísnější známé limity pro částice temné hmoty typu WIMPs (slabě interagující masivní částice), zejména pro hmotnosti nižší než 9 GeV/c², po analýze největšího souboru dat získaného detektorem temné hmoty během 417 dnů provozu, od března 2023 do dubna 2025.
Citlivost detektoru také umožnila poprvé pozorovat interakce slunečních neutrín s atomovými jádry prostřednictvím procesu známého jako koherentní elastické rozptyl neutrín s jádrem (CEvNS).
LZ je prvním experimentem, který tento proces pozoroval u slunečních neutrín s významností 4,5 sigma, což překonává tradiční limit 3 sigma, který se používá k považování pozorování za „důkaz“. Nový výsledek představuje první „důkaz“ signálu CEvNS z extraterestrických neutrín.
Podle vědce z LIP a vicekoordinátora fyziky spolupráce LZ, Paula Bráse, novinka spočívá nejen v detekci slunečních neutrín, ale také v extrémně jemném mechanismu, jakým byly pozorovány. „Mluvíme o pouhých několika fotonech a elektronech na interakci, což demonstruje mimořádnou citlivost detektoru LZ,“ zdůraznil.
Spolupráce LZ se skládá z přibližně 250 vědců a inženýrů z 37 institucí ve Spojených státech, Spojeném království, Portugalsku, Švýcarsku, Austrálii a Jižní Koreji. LZ bude pokračovat ve sběru dat až do roku 2028 s cílem dosáhnout 1 000 dnů akvizice, přičemž hodlá dále prozkoumávat ještě nižší hmotnosti WIMPs.
