2018. godina bila je velika godina za tamnu materiju.
Kao i obično, astronomi zapravo nisu pronašli nijednu robu koja je nevidljiva svim našim teleskopima, ali čini se da čini najmanje 80 posto svemira u masi.
Bilo je izvještaja o uraganu tamne materije, ali zapravo ga ne možemo vidjeti. Otkrivena je galaksija za koju se činilo da nema tamnu materiju, što bi začudo moglo dokazati da tamna tvar postoji. Ali tada se pokazalo da galaksija možda ipak ima tamnu tvar - ostavljajući postojanje tamne materije pod sumnjom za neke fizičare. Višestruki eksperimenti koji su trebali izravno detektirati tamnu tvar ovdje na Zemlji nisu otkrili ništa.
Dakle, gdje to ostavlja znanstvenike u lovu na tamnu tvar dok krećemo u 2019. godinu? Prilično optimistično, sve što se smatra. Lov na tamnu tvar vrše se na sve fronte.
Od masivnih podzemnih detektora do ogromnih nebeskih istraživanja, evo četiri glavna koraka u lovu na tamnu tvar kojem ćemo se veseliti u 2019. godini.
LIGO se vraća na mrežu
Laser Interferometer Gravitacijski-valni opservatorij (LIGO), američki detektor koji je izravno promatrao prve gravitacijske valove u 2015. godini, započet će s trećim promatranjem u toku 2019. godine, prikupljajući više podataka nego ikad prije, nakon niza nadogradnji svoje opreme.
Pa, što detektor gravitacijskog vala radi u članku o tamnoj materiji? Ispada da postoji puno mučnih mogućnosti za otkrivanje nagovještaja tamne materije pomoću podataka gravitacijskog vala - iako nijedan od njih još nije realiziran.
Istraživači su u 2018. godini predložili da ako "tamni foton" s vrlo laganom masom vreba negdje u svemiru, njegov se signal može pojaviti u LIGO podacima, uzrokujući vrlo specifične nepravilnosti u potpisima gravitacijskih valova.
„Pokazujemo da detektori gravitacijskog vala sa zemaljskim i budućim svemirima imaju sposobnost otkrivanja“, napisali su istraživači.
Kad se LIGO vrati na mrežu, otkrivanje dokaza o tamnoj materiji u podacima gravitacijskog vala vrlo je živa mogućnost.
Fizičari će pokušati otkriti je li MiniBooNE odustao od duha neutrina
Tijekom cijele 2018. godine znanstvenici su uzbuđeno čavrljali o intrigantnim rezultatima pokusa u Nacionalnom laboratoriju za ubrzavanje Fermilaba, nazvanog MiniBooNE, sugerirajući prisutnost čestica koje ne bi trebale postojati. Najbolje dosadšnje objašnjenje je da je vani četvrti, još uvijek neotkriveni neutrin, nazvan sterilni neutrino, koji djeluje s ostatkom svemira čak i manje nego njegovi drugi neutrini rođaci.
Neki istraživači vjeruju da bi sterilni neutrino mogao biti kandidat za tamnu tvar, a kako se 2018. godina bliži kraju, fizičari pojačavaju svoje stavove o ovoj anomaliji. Potražite znanstvenike koji na nove načine razmišljaju o tim podacima i sterilnim neutrinama općenito u 2019. godini.
Prvo svjetlo na velikom sinoptičkom istraživačkom teleskopu (LSST)
U Čileu se gradi teleskop koji će svakih 15 sekundi izrađivati detaljne slike nepreglednih područja neba, izvršavajući potpuno skeniranje neba svaka tri dana. Tijekom 10 godina uspoređivat će te slike jedna s drugom kako bi pratio kako se nebo pomiče i mijenja, pružajući najdublji resurs koji je ikada shvatio kako se tamna tvar gura i povlači u svemir.
Znanstvenici šire znaju kako tamna tvar oblikuje način na koji se galaksije i njihove zvijezde kreću i djeluju jedna s drugom. Cilj LSST-a je ispuniti tu sliku, nudeći neviđenu razinu detalja o funkcioniranju kozmosa. To bi astrofizičarima trebalo ponuditi bogatstvo podataka o prirodi tamne materije i ulozi koju ona igra u svemiru.
A 2019. godine, po prvi put, istraživači će otvoriti oko tog teleskopa sa 6200 funti (2800 kilograma) i uzeti svjetlost. Znanstvene operacije započinju 2022. godine.
Utrka za izgradnju detektora nove generacije ugrijat će se
Fizičari čestica već duže vrijeme nagađaju da bi prvi izravni znak tamne materije mogao biti sjaj. Evo kako bi to moglo funkcionirati: Dok se tamna tvar sudara s inertnim tvarima u vrlo mračnim prostorijama, te tvari bi emitirale slabe mrlje svjetlosti. Desetljećima su znanstvenici gradili detektore po ovom principu, ali do sada nijedan nije dao konačan rezultat.
U 2019. godini znanstvenici u Kini teško će raditi na platformi PandaX koja cijeli dan i noć bulji u ksenon tražeći treperenje. Ti znanstvenici brzo nadograđuju detektor kako bi se prilagodio 4-tonskim (3,6 tona) ksenonskim ciljevima, izvijestivši da očekuju da će većinu tog posla dovršiti tijekom 2019. i 2020. Novi detektor nazvat će se PandaX-xt.
Da ne bude pretjerano, istraživači u Južnoj Dakoti dovršit će najvažnije faze izgradnje na LUX-ZEPLIN-u, koji će promatrati punih 10 tona (9 tona) ksenona, gotovo milju ispod grada Olova, Južna Dakota. Kao i PandaX-xt, projekt se vjerojatno neće završiti do 2020. godine.
Italija će također krenuti naprijed u nadogradnji svojeg detektora, odgovarajuće nazvanog XENON, do 8-tonske (7,2 tone) skale. Nadogradnja, nazvana XENON-nt, trebala bi biti završena 2019. godine.
Sljedeća faza
Uvijek je moguće da će se neki eksperiment negdje pokazati neospornim, specifičnim dokazom da određena vrsta mogućih čestica tamne materije stvarno postoji. Ali u kratkom roku, gotovo u svakom području, fizičari su fokusirani na korištenje lekcija prošlosti za informiranje većih, boljih lova na tamnu tvar u budućnosti. Hoće li se 2019. pojaviti neosporivi nalaz mračne materije? To bi moglo biti malo optimistično. Ali fizičari koji progone taj cilj kreću u novu godinu naoružavajući se u lov s preciznijom i snagom više nego ikad prije.
