Evrenin büyük bölümünün görünmez bir maddeden oluştuğunu düşünüyoruz fakat bugüne kadar karanlık maddeyi oluşturan parçacığın ne olduğunu doğrudan gösteremedik.

Şimdi ABD'deki LUX-ZEPLIN (LZ) deneyinde görülen tek ve sıra dışı bir olay, fizikçilerin onlarca yıldır tartıştığı bir teoriyi yeniden gündeme taşıdı: süpersimetri ve higgsino.

LZ işbirliği 1 Eylül'de dedektörde, karanlık madde parçacığının atom çekirdeğine çarpmasıyla oluşabilecek türden yüksek enerjili bir geri tepme olayı gördüğünü açıkladı.

Ancak kritik nokta şu: Bu olayın gerçekten karanlık madde olduğu henüz kanıtlanmış değil. Bilinen fiziksel süreçlerden kaynaklanan sıra dışı bir arka plan sinyali olması da mümkün.

Higgsino nedir?

Higgsino, parçacık fiziğinin uzun süredir tartışılan süpersimetri teorisinin öngördüğü varsayımsal parçacıklardan biri.

Süpersimetriye göre bugün bildiğimiz temel parçacıkların daha ağır “süper eşleri” bulunuyor. Higgsino ise 2012'de keşfedilen Higgs bozonuyla ilişkili varsayımsal süper ortaklardan biri.

Bu parçacık aynı zamanda yıllardır karanlık madde adayları arasında gösteriliyor.

LZ'nin gördüğü olayın ilginç tarafı, dedektörde yüksek enerjili bir çekirdek geri tepmesi görülmesine rağmen beklenebilecek düşük enerjili olayların görülmemesi.

Bazı higgsino modelleri tam olarak böyle bir davranış üretebiliyor. Bu nedenle LZ açıklamasının ardından çok sayıda teorik fizikçi olayı higgsino modelleriyle açıklamaya çalışan çalışmalar yayımladı.

Ama teori şimdiden sorunlarla karşılaştı

İlk bakışta higgsino açıklaması cazip görünse de başka gözlemler teoriyi zorlaştırıyor.

Higgsinolar gerçekten varsa Güneş'in kütleçekimi tarafından yakalanmaları ve burada birbirleriyle etkileşerek yüksek enerjili nötrinolar üretmeleri beklenebilir. Ancak Güney Kutbu'ndaki IceCube gözlemevi şimdiye kadar beklenen bu nötrino sinyalini görmedi.

Ayrıca LZ verilerinde higgsino modelinin bazı versiyonlarının öngörebileceği daha yüksek enerjili ek olaylar da açık biçimde görülmüş değil.

Araştırmacılar yine de farklı higgsino kütleleri ve Samanyolu'ndaki karanlık madde parçacıklarının hız dağılımlarını hesaba katarak bazı modellerin LZ sonucuyla uyumlu kalabileceğini düşünüyor.

Tek bir olay fiziği değiştirebilir mi?

Şimdilik hayır.

Bilim insanlarının karanlık maddenin keşfedildiğini söyleyebilmesi için aynı türden daha fazla olayın görülmesi ve sonuçların başka deneyler tarafından bağımsız biçimde doğrulanması gerekiyor.

İtalya'daki XENONnT gibi diğer karanlık madde deneyleri de benzer yüksek enerjili olaylar bulunup bulunmadığını araştırıyor.

Fakat LZ'deki sinyal doğrulanırsa sonuç çok büyük olabilir.

Çünkü bu yalnızca karanlık maddenin doğrudan tespiti anlamına gelmeyebilir; aynı zamanda bugüne kadar deneysel kanıtı bulunamayan süpersimetri fiziğine açılan ilk kapılardan biri olabilir.

Şimdilik elimizde bir keşiften çok, fiziğin en büyük bilmecelerinden birinin peşine düşmek için son derece ilginç tek bir olay var.