Какво по-добро място за търсене на тъмна материя от долу на мина на шахта? Изследователски екип от Университета на Флорида е прекарал девет години за наблюдение на всички признаци на неуловимите неща, използвайки германиеви и силициеви детектори, охладени до част от градуса над абсолютната нула. А резултатът? Няколко майбаса и твърда решителност, за да продължите да търсите.
Случаят с тъмната материя може да се оцени, като се има предвид слънчевата система, където, за да остане в орбита около Слънцето, Меркурий трябва да се движи с 48 километра в секунда, докато далечният Нептун може да се движи със спокойни 5 километра в секунда. Изненадващо този принцип не се прилага в Млечния път или в други галактики, които наблюдавахме. Най-общо казано, можете да намерите неща във външните части на спирална галактика, която се движи също толкова бързо, колкото неща, които са близо до галактическия център. Това е озадачаващо, особено тъй като изглежда, че няма достатъчно гравитация в системата, за да се задържи върху бързо орбитираните неща във външните части - които просто биха излетели в космоса.
Така че, ние имаме нужда от повече гравитация, за да обясним как галактиките се въртят и остават заедно - което означава, че се нуждаем от повече маса, отколкото можем да наблюдаваме - и затова ние призоваваме тъмна материя. Извикването на тъмна материя също помага да се обясни защо галактическите клъстери остават заедно и обяснява ефектите на гравитационните лещи в големи мащаби, каквито могат да се видят в Bullet Cluster (на снимката по-горе).
Компютърното моделиране предполага, че галактиките може да имат ореоли на тъмна материя, но те също имат тъмна материя, разпределена в цялата им структура - и взети заедно, цялата тази тъмна материя представлява до 90% от общата маса на галактиката.
Настоящото мислене е, че малък компонент на тъмната материя е барион, което означава неща, които са съставени от протони и неутрони - под формата на студен газ, както и плътни, неизлъчващи обекти, като черни дупки, неутронни звезди, кафяви джуджета и осиротели планети (традиционно известен като масивни астрофизични компактни ореоли - или MACHO).
Но не изглежда, че има почти достатъчно тъмна барионна материя, която да отчита обстоятелствените ефекти на тъмната материя. Оттук идва изводът, че повечето тъмна материя трябва да е не-барионна, под формата на слабо взаимодействащи масивни частици (или WIMP).
По извода, WIMPS са прозрачни и не отразяващи на всички дължини на вълната и вероятно не носят заряд. Неутрино, които се получават в изобилие от реакции на синтез на звезди, биха пасвали добре на сметката, освен че нямат достатъчно маса. В момента най-предпочитаният WIMP кандидат е неутралино, хипотетична частица, предсказана от теорията на свръхсиметрията.
Вторият експеримент за търсене на криогенни тъмни вещества (или CDMS II) работи дълбоко под земята в желязната мина Судан в Минесота, разположена там, така че трябва да прехваща само частици, които могат да проникнат дълбоко под земята. Детекторите за твърди кристали CDMS II търсят йонизационни и фонони събития, които могат да бъдат използвани за разграничаване на електронно взаимодействие и ядрени взаимодействия. Предполага се, че WIMP частица с тъмна материя ще игнорира електроните, но потенциално ще взаимодейства с (т.е. отскача) от ядро.
Две възможни събития са докладвани от екипа на университета във Флорида, които признават, че техните открития не могат да се считат за статистически значими, но могат поне да дадат някакъв обхват и насока за по-нататъшни изследвания.
Като посочвате колко е трудно да се открият директно (т.е. колко са „тъмни“) WIMP в действителност - констатациите на CDMS II показват, че чувствителността на детекторите трябва да се набие на една степен.
