Koje je bolje mjesto za traženje tamne materije od rudnika? Istraživački tim sa Sveučilišta na Floridi proveo je devet godina nadgledajući bilo kakve znakove neuhvatljivih stvari koristeći germanij i silicijumske detektore koji su se ohladili na djelić stupnja iznad apsolutne nule. A rezultat? Nekoliko maybesa i krupna odlučnost da nastave gledati.
Slučaj tamne materije može se shvatiti ako se uzme u obzir solarni sustav gdje se Merkur, da bi se zadržao u orbiti oko Sunca, mora kretati brzinom od 48 kilometara u sekundi, dok se daleki Neptun može kretati ležerno 5 kilometara u sekundi. Iznenađujuće, ovaj se princip ne primjenjuje u Mliječnom putu ili u drugim galaksijama koje smo opazili. Općenito govoreći, stvari možete pronaći u vanjskim dijelovima spiralne galaksije koja se kreće jednako brzo kao i stvari koje su u blizini galaktičkog središta. To je zbunjujuće, pogotovo jer izgleda da u sustavu nema dovoljno gravitacije da se drži vanjskih dijelova koji se brzo vrte u orbiti - koji bi tek trebali poletjeti u svemir.
Dakle, potrebna nam je veća gravitacija da bismo objasnili kako se galaksije okreću i ostaju zajedno - što znači da nam treba više mase nego što možemo promatrati - i zato pozivamo tamnu tvar. Pozivanje tamne materije pomaže i u objašnjenju zašto nakupine galaksija ostaju zajedno i objašnjava efekte gravitacijskog leća velikih razmjera, kao što je vidljivo u Bullet Cluster-u (na slici gore).
Kompjutersko modeliranje sugerira da galaksije mogu imati halogene tamne materije, ali imaju i tamnu materiju raspoređenu po njihovoj strukturi - i uzeta zajedno, sva ta tamna tvar predstavlja do 90% ukupne mase galaksije.
Trenutačno razmišljanje je da je mala komponenta tamne materije barijonska, što znači da su stvari sastavljene od protona i neutrona - u obliku hladnog plina kao i gustih, ne zračećih objekata, poput crnih rupa, neutronskih zvijezda, smeđih patuljaka i siroče planete (tradicionalno poznat kao masivni astrofizički kompaktni halo objekti - ili MACHO).
No čini se da nema gotovo dovoljno tamne barionske materije koja bi mogla objasniti okolne učinke tamne materije. Iz toga proizlazi zaključak da većina tamne materije mora biti nebarionska, u obliku slabo interaktivnih masivnih čestica (ili WIMP-ova).
Prema zaključku, WIMPS su transparentni i ne refleksni na svim valnim duljinama i vjerojatno ne nose naboj. Neutrinovi, proizvedeni u obilju iz fuzijskih reakcija zvijezda, lijepo bi odgovarali računu osim što nemaju dovoljnu masu. Trenutno najpovoljniji WIMP kandidat je neutralno, hipotetička čestica predviđena teorijom supersimetrije.
Drugi eksperiment pretraživanja kriogene tamne materije (ili CDMS II) prolazi duboko pod zemljom u rudniku željeza Soudan u Minnesoti, smještenom tamo, tako da bi trebao presresti samo čestice koje mogu prodrijeti duboko pod zemlju. CDMS II detektori krutih kristala traže ionizacijske i fononske događaje koji se mogu koristiti za razlikovanje interakcija elektrona - i nuklearne interakcije. Pretpostavlja se da će WIMP čestica tamne materije ignorirati elektrone, ali potencijalno će komunicirati s (tj. Odbiti) jezgrom.
Ekipa sa Sveučilišta Florida prijavila su dva moguća događaja koji priznaju da se njihova otkrića ne mogu smatrati statistički značajnim, ali mogu barem dati određeni opseg i smjer daljnjim istraživanjima.
Ukazujući koliko je teško izravno otkriti (tj. Koliko su zapravo „mračni“) WIMP-ovi - nalazi CDMS II ukazuju na to da osjetljivost detektora treba nagnuti zarez.
