Mikä olisi parempi paikka etsiä tummaa ainetta kuin miina-akselilta? Floridan yliopiston tutkimusryhmä on viettänyt yhdeksän vuotta etsimättömien asioiden merkkejä germanium- ja piidetektorien avulla, jotka ovat jäähtyneet absoluuttisen nollan yläpuolelle. Ja tulos? Pari paria maybesta ja karkea päättäväisyys jatkaa etsintää.
Pimeän aineen tilannetta voidaan arvioida ottamalla huomioon aurinkokunta, jossa pysyäkseen kiertoradalla Auringon ympärillä, elohopean on liikuttava 48 kilometrin sekunnissa, kun taas kaukainen Neptunus voi liikkua rauhassa 5 kilometriä sekunnissa. Yllättäen tätä periaatetta ei sovelleta Linnunradalla tai muissa havaitsemissamme galakseissa. Laajasti ottaen voit löytää tavaroita spiraaligalaktikon ulkoosista, joka liikkuu yhtä nopeasti kuin tavaraa, joka on lähellä galaktisen keskustaa. Tämä on hämmentävää, etenkin koska järjestelmässä ei näytä olevan tarpeeksi painovoimaa pitämään kiinni nopeasti kiertävistä asioista ulommissa osissa - joiden pitäisi vain lentää avaruuteen.
Joten tarvitsemme enemmän painovoimaa selittääksesi kuinka galaksit pyörivät ja pysyvät yhdessä - mikä tarkoittaa, että tarvitsemme enemmän massaa kuin pystymme tarkkailemaan - ja siksi vedomme pimeään aineeseen. Pimeän aineen käyttäminen auttaa myös selittämään, miksi galaksiklusterit pysyvät yhdessä, ja selittää suuren mittakaavan painovoima-objektiivitehosteita, kuten voidaan nähdä Bullet-klusterissa (kuva yllä).
Tietokonemallinnus viittaa siihen, että galakseissa voi olla tumma-ainehalogeja, mutta myös tumma-aine on jakautunut koko rakenteeseensa - ja yhdessä tämä kaikki tumma-aine edustaa jopa 90% galaksin kokonaismassasta.
Tämänhetkinen ajattelu on, että pieni osa pimeästä aineesta on baryonista, tarkoittaen protoneista ja neutroneista koostuvaa tavaraa - kylmän kaasun muodossa sekä tiheitä, säteilyttämättömiä esineitä, kuten mustia aukkoja, neutronitähtiä, ruskeita kääpiöitä ja orpoja. (tunnetaan perinteisesti massiivisina astrofysiikan pienimuotoisina halo-objekteina - tai MACHOs).
Mutta ei näytä siltä, että tummaa baryoniainetta olisi melkein tarpeeksi, jotta tumman aineen välilliset vaikutukset voidaan ottaa huomioon. Tästä syystä päätelmä, että useimpien tummien aineiden on oltava ei-baryonisia heikosti vuorovaikutuksessa olevien massiivisten partikkelien (tai WIMP: n) muodossa.
Päätelmänä on, että WIMPS on läpinäkyvä ja heijastamaton kaikilla aallonpituuksilla, ja todennäköisesti se ei sisällä varausta. Neutrinoita, joita tuotetaan runsaasti tähteiden fuusioreaktioista, sopisi laskuun hyvin, paitsi että niillä ei ole tarpeeksi massaa. Tällä hetkellä suosituin WIMP-ehdokas on neutralino, hypoteettinen hiukkanen, jonka ennustaa supersymmetriateoria.
Toinen kryogeeninen pimeäainehaku (tai CDMS II) kulkee syvällä maan alla Soudanin rautamaivoksessa Minnesotassa, joka sijaitsee siellä, joten sen tulisi siepata vain hiukkasia, jotka voivat tunkeutua tuon syvän maan alle. Kiinteät kristalli-CDMS II -detektorit etsivät ionisoitumista ja fononitapahtumia, joiden avulla voidaan erottaa elektroni- ja ydinvuorovaikutukset. Oletetaan, että tumman aineen WIMP-hiukkanen jättää huomioimatta elektronit, mutta mahdollisesti vuorovaikutuksessa ytimen kanssa (ts. Pomppia pois).
Floridan yliopiston joukkue on ilmoittanut kahdesta mahdollisesta tapahtumasta, jotka myöntävät havaintonsa olevan tilastollisesti merkittävät, mutta voivat ainakin antaa jonkin verran laajuutta ja suuntaa jatkotutkimuksille.
Osoittamalla kuinka vaikeaa suoraan havaita (ts. Kuinka tumma) WIMP-tiedostot ovat tosiasiallisesti - CDMS II-havainnot osoittavat, että ilmaisimien herkkyyden on löysättävä lovi.
