Instalado a 1,5 mil metros de profundidade com sete toneladas de xenônio líquido, o experimento LUX-ZEPLIN busca detectar WIMPs, partículas hipotéticas que compõem a matéria escura, responsável por 85% da matéria do universo. Projetado para isolar ruídos e registrar sinais luminosos de colisões raras, o detector teve seus dados analisados recentemente, revelando um evento anômalo e difícil de explicar, desafiando as expectativas dos cientistas sobre a natureza dessa matéria invisível.
Sete toneladas ativas de xenônio líquido, quase 1,5 mil metros de rocha acima e várias camadas adicionais destinadas a identificar qualquer coisa que pudesse contaminar a busca. Tivemos que chegar a esse extremo porque algumas das partículas que estamos tentando encontrar, se de fato existirem, devem interagir com a matéria de maneiras extraordinariamente raras. O desafio, então, é construir um ambiente onde quase tudo o que sabemos possa ser reconhecido ou descartado. Só então faz sentido parar e investigar aqueles poucos sinais que não se comportam exatamente como esperávamos.
Por trás dessa busca está o LUX-ZEPLIN, ou LZ, uma colaboração internacional que tenta detectar WIMPs, partículas massivas de interação fraca propostas como um dos possíveis componentes da matéria escura. Sabemos que essa matéria invisível existe por causa dos efeitos gravitacionais que produz e que representa cerca de 85% da matéria no universo, mas ainda não conhecemos sua natureza. O LZ está justamente tentando testar uma dessas hipóteses. Esta nova análise de seus dados revelou um sinal particularmente difícil de explicar.
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Normalidade terminou num evento único
Para entender o que o LZ estava procurando, precisamos olhar dentro do detector. Quando uma partícula deposita energia em xenônio líquido, ela desencadeia um flash de luz inicial, conhecido como S1, e libera elétrons que um campo elétrico direciona para a parte superior. Lá, eles geram um segundo sinal, S2.
Tubos fotomultiplicadores registram ...
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