Hebben wetenschappers een glimp opgevangen van donkere materie? "Alsof er een pakje onder de kerstboom ligt"

In dit artikel:

Wetenschappers van het LUX-ZEPLIN-experiment hebben mogelijk voor het eerst een interactie met donkere materie waargenomen. In een detector met zeven ton vloeibaar xenon, 1.480 meter onder de grond in een voormalige goudmijn in South Dakota, werd op 16 juni 2023 een lichtflits geregistreerd. Die zou kunnen zijn veroorzaakt door de botsing tussen een xenonatoom en een zogenoemd WIMP-deeltje, een kandidaat voor donkere materie.

De meting is opvallend omdat de flits met 248 kilo-elektronvolt veel krachtiger was dan verwacht voor donkere materiedeeltjes. De onderzoekers konden de gebeurtenis voorlopig ook niet verklaren als gewone achtergrondruis of een gammastraal. Daarom maakten ze de bevinding bekend, al benadrukken ze dat ze nog geen ontdekking kunnen claimen.

Donkere materie wordt verondersteld ongeveer 85 procent van het heelal uit te maken en zou verklaren waarom sterrenstelsels zwaarder lijken dan op basis van zichtbare materie mogelijk is. De kans dat de meting een statistische vergissing is, schatten de onderzoekers op één op tweehonderd. Voor een officiële ontdekking moet die onzekerheid dalen tot één op 3,5 miljoen.

De onderzoekers hebben voorlopig slechts een derde van hun gegevens geanalyseerd. Nieuwe metingen van LUX-ZEPLIN of vergelijkbare detectoren in Italië en China kunnen uitwijzen of het om donkere materie gaat, of dat er sprake is van een onbekend achtergrondsignaal. Als de waarneming wordt bevestigd, kan dat bovendien wijzen op meerdere soorten onzichtbare deeltjes of op een complexere structuur van donkere materie dan tot nu toe werd aangenomen.