Fysikere fanger mystisk signal i xenon-tank – men det er næppe mørkt stof

I en underjordisk xenon-tank har fysikere registreret en begivenhed, som teoretisk kunne være tegn på mørkt stof – stoffet, der efter alt at dømme udgør 85 procent af universums masse, men som forskerne aldrig har kunnet påvise direkte. Hændelsen tolkes som et muligt sammenstød mellem en mørk-stof-partikel og en xenon-atomkerne, men detektionens egne arkitekter holder sig tilbage fra at tale om en egentlig opdagelse.

Det illustrerer en central frustration inden for partikelfysikken: hvis du leder efter noget, som du næsten intet ved om, bliver det ekstremt vanskeligt at skelne mellem en rigtig detektion og en statistisk svingning.

Næsten 30 år uden svar

Jagten på mørkt stof har varet i næsten tre årtier. Astrofysikerne ved med sikkerhed, at det eksisterer – himmellegemernes bevægelser giver det væk – men ingen eksperiment har hidtil formået at fange det i laboratoriet. Xenon-tanke som denne fungerer som kosmiske faldgruber: når en mørkstof-partikel (teorien siger) rammer en atomkerne, skal det producere et karakteristisk lyssignal.

Problemet er støj. Naturlig radioaktivitet, kosmiske stråler og tilfældige elektronsprællen kan skabe falske positiver. Og netop det, som fysikerne nu har observeret, kan være en af disse uskyldige forklaringer.

Stringente krav til bevis

For at erklære en opdagelse må videnskabsmændene demonstrere, at deres resultat ikke kan skyldes tilfældigheder. Det kræver typisk statistisk sikkerhed på mindst fem standardafvigelser – det såkaldte fem-sigma-niveau. Den aktuelle observation når ikke i nærheden.

Derfor lyder budskabet fra eksperimenterne klart: vi måler noget interessant, men vi ved ikke hvad det er. Der skal flere data til. Og det er måske det mest ærlige svar, fysikerne kan give, når jagten på universums største mysterium endnu ikke er løst.