Що краще шукати темну речовину, ніж на шахті? Дослідницька група з Університету Флориди провела дев'ять років, спостерігаючи за ознаками невловимого матеріалу, використовуючи детектори германію та кремнію, охолоджені на частку градуса вище абсолютного нуля. А результат? Пару майбів та жорстка рішучість продовжувати виглядати.
Випадок темної матерії можна зрозуміти, розглядаючи Сонячну систему, де для перебування на орбіті навколо Сонця Меркурій повинен рухатися зі швидкістю 48 кілометрів на секунду, тоді як далекий Нептун може рухатися неквапливими 5 кілометрами в секунду. Дивно, але цей принцип не застосовується в Чумацькому Шляху або в інших галактиках, які ми спостерігали. Загалом, ви можете знайти речі у зовнішніх частинах спіральної галактики, яка рухається так само швидко, як і речі, що знаходяться близько до галактичного центру. Це дивовижно, тим більше, що, здається, не вистачає сили тяжкості в системі, щоб утримуватися на швидко обертаються навколо орбіти речі, які просто повинні вилетіти в космос.
Отже, нам потрібно більше тяжкості, щоб пояснити, як галактики обертаються і залишаються разом - це означає, що нам потрібно більше маси, ніж ми можемо спостерігати, - і саме тому ми викликаємо темну матерію. Викликання темної матерії також допомагає пояснити, чому скупчення галактик залишаються разом, і пояснює ефекти гравітаційного лінзування великих масштабів, такі, як це можна побачити у скупченні кулі (на фото вище).
Комп'ютерне моделювання дозволяє припустити, що галактики можуть мати ореоли темної матерії, але вони також мають темну речовину, розподілену по всій їх структурі - і разом разом, вся ця темна речовина становить до 90% загальної маси галактики.
Сучасне мислення полягає в тому, що невелика складова темної речовини - баріонова, тобто матеріал, який складається з протонів і нейтронів - у вигляді холодного газу, а також щільних, непроменевих об'єктів, таких як чорні діри, нейтронні зірки, коричневі карлики та осиротілі планети (традиційно відомий як масивні астрофізичні компактні об'єкти ореолу - або MACHO).
Але не здається, що існує майже достатня кількість темної баріонічної речовини для обліку випадкових наслідків темної матерії. Звідси висновок, що більшість темних речовин має бути не баріонічним у вигляді слабко взаємодіючих масивних частинок (або WIMP).
Згідно з висновком, WIMPS прозорі та невідбиваючі на всіх довжинах хвиль і, ймовірно, не несуть заряд. Нейтрино, яке виробляється в достатку від реакцій синтезу зірок, добре підійде до рахунку, за винятком того, що вони не мають достатньої маси. На даний момент найбільш прихильним кандидатом у ВІМП є нейтраліно, гіпотетична частинка, передбачувана теорією суперсиметрії.
Другий експеримент з пошуку кріогенних темних речовин (або CDMS II) проходить глибоко під землею в шахті Судан в штаті Міннесота, розташованій там, тому він повинен перехоплювати лише ті частинки, які можуть проникнути глибоко під землю. Детектори твердих кристалів CDMS II шукають іонізації та фононні події, які можна використовувати для розрізнення електронних взаємодій та ядерних взаємодій. Передбачається, що частинка WIMP темної речовини ігнорує електрони, але потенційно взаємодіє з (тобто відскакує) ядром.
Команда університету Флориди повідомила про два можливі події, які визнають, що їхні висновки не можна вважати статистично значущими, але, принаймні, можуть дати певний обсяг та напрямок для подальших досліджень.
Вказуючи, наскільки важко безпосередньо виявити (тобто, наскільки насправді "темні") WIMP - результати CDMS II вказують, що чутливість детекторів повинна стикатися на виїмку.
