Este detetor registou um sinal de matéria escura que ninguém consegue explicar
A experiência LZ, a 1,5 quilómetros de profundidade numa antiga mina do Dakota do Sul, encontrou um único acontecimento que nenhum fundo conhecido justifica. Está a 2,6 sigma, e há uma equipa de Coimbra na colaboração desde a fundação.
Num dia de junho de 2023, um átomo de xénon dentro de um tanque enterrado a 1,5 quilómetros de profundidade, numa antiga mina de ouro do Dakota do Sul, foi empurrado por qualquer coisa. Ficou um pequeno brilho de luz ultravioleta e um núcleo a recuar. Três anos depois, a colaboração que gere o detetor continua sem conseguir atribuir esse acontecimento a nenhum fundo conhecido.
O anúncio foi feito esta semana numa conferência no Japão. É o indício mais forte que a experiência LUX-ZEPLIN já apresentou, e é preciso dizer imediatamente o que não é: uma descoberta.
O que quer dizer 2,6 sigma
A análise chega a 2,6 sigma. Traduzido, há cerca de meio por cento de probabilidade de que os processos conhecidos expliquem aquele sinal sozinhos. Parece pouco. O limite convencional para se anunciar uma descoberta em física de partículas é cinco sigma, e a distância entre 2,6 e 5 não é uma questão de arredondar — é ordens de grandeza de evidência.
A física tem uma memória longa de sinais a esta altura que evaporaram com mais dados. O que torna este diferente é a sua origem: uma experiência construída precisamente para não ter fundos, e uma equipa que passou meses a tentar destruir o próprio resultado antes de o mostrar.
Se aquele acontecimento foi mesmo matéria escura, a partícula responsável teria pelo menos 200 GeV/c² de massa e interagiria com a matéria vulgar de uma forma que os modelos mais simples não previam. É mais interessante do que a hipótese habitual, e é também por isso que convém ter cuidado.
A parte portuguesa
A LZ não é uma experiência americana com convidados. O LIP-Coimbra é um dos membros fundadores da colaboração, com uma equipa de sete pessoas entre doutorandos, pós-doutorados e investigadores, e responsabilidades no estudo das propriedades óticas dos materiais do detetor, no software de análise e na monitorização.
É o mesmo padrão que já se viu quando uma estrela passou pelo buraco negro da Via Láctea a 8% da velocidade da luz e havia quatro autores a trabalhar em Portugal. Os nomes portugueses raramente estão no título dos comunicados, mas estão na lista de autores, e é aí que se percebe quanto do que se anuncia lá fora foi construído cá dentro.
Agora falta o que sempre falta: mais dados. A LZ continua a recolher, e a próxima análise dirá se aquele único evento de 2023 era o princípio de alguma coisa ou apenas o acaso a fazer o que o acaso faz.
Por Oliver Grant
Imagem: Sanford Underground Research Facility / Berkeley Lab
