Το 2018 ήταν ένας μεγάλος χρόνος για τη σκοτεινή ύλη.
Ως συνήθως, οι αστρονόμοι δεν βρήκαν στην πραγματικότητα κανένα από τα πράγματα, τα οποία είναι αόρατα για όλα τα τηλεσκόπια μας, αλλά φαίνεται ότι αποτελούν το 80% τουλάχιστον του σύμπαντος μάζα.
Υπήρχαν αναφορές για έναν τυφώνα ουρανού, αλλά δεν μπορούμε να το δούμε. Ανακαλύφθηκε ένας γαλαξίας που δεν φαινόταν να έχει σκοτεινή ύλη, κάτι που περίεργα θα είχε αποδείξει ότι υπήρχε σκοτεινή ύλη. Αλλά στη συνέχεια αποδείχθηκε ότι ο γαλαξίας μπορεί να έχει τελικά σκοτεινή ύλη - αφήνοντας την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης σε αμφιβολία για ορισμένους φυσικούς. Πολλά πειράματα που υποτίθεται ότι ανίχνευαν άμεσα τη σκοτεινή ύλη εδώ στη Γη δεν έδειξαν τίποτα.
Πού λοιπόν αφήνουν οι επιστήμονες να κυνηγούν τη σκοτεινή ύλη καθώς αρχίζουμε το 2019; Αρκετά αισιόδοξος, όλα τα πράγματα που εξετάστηκαν. Το κυνήγι για τη σκοτεινή ύλη πιέζει προς τα εμπρός σε όλα τα μέτωπα.
Από τους τεράστιους ανιχνευτές υπόγειου σιδήρου μέχρι τις τεράστιες έρευνες για το ουρανό, εδώ είναι τα τέσσερα σημαντικά βήματα στο κυνήγι της σκοτεινής ύλης για να περιμένουμε το 2019.
Το LIGO επανέρχεται στο διαδίκτυο
Το παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων (LIGO), ο αμερικανικός ανιχνευτής που παρακολούθησε άμεσα τα πρώτα κύματα βαρύτητας το 2015, θα ξεκινήσει το τρίτο του παρατηρητήριο στις αρχές του 2019, συλλέγοντας περισσότερα δεδομένα από ποτέ, μετά από μια σειρά αναβαθμίσεων στον εξοπλισμό του.
Τι κάνει ένας ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων σε ένα άρθρο σχετικά με τη σκοτεινή ύλη; Αποδεικνύεται ότι υπάρχουν πολλές δυνατότητες για να αποκαλυφθούν οι υπαινιγμοί της σκοτεινής ύλης χρησιμοποιώντας δεδομένα βαρυτικού κύματος - αν και κανένα από αυτά δεν έχει ακόμη πραγματοποιηθεί.
Οι ερευνητές το 2018 πρότειναν ότι εάν ένα "σκοτεινό φωτόνιο" με μια πολύ μικρή μάζα κρύβεται κάπου στο σύμπαν, το σήμα του μπορεί να εμφανιστεί σε δεδομένα LIGO, προκαλώντας πολύ συγκεκριμένες παρατυπίες στις υπογραφές των κυμάτων βαρύτητας.
"Δείχνουμε ότι τόσο οι επίγειοι όσο και οι μελλοντικοί διαστημικοί ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων έχουν την ικανότητα να κάνουν μια ανακάλυψη", γράφουν οι ερευνητές.
Με το LIGO πίσω στο διαδίκτυο, η εμφάνιση αποδεικτικών στοιχείων για τη σκοτεινή ύλη στα δεδομένα του βαρυτικού κύματος είναι πάρα πολύ μια ζωντανή δυνατότητα.
Οι φυσικοί θα προσπαθήσουν να καταλάβουν εάν το MiniBooNE εγκατέλειψε το φάντασμα ενός νετρίνο
Σε όλο το 2018, οι επιστήμονες συνομίλησαν με ενθουσιασμό για τα ενδιαφέροντα αποτελέσματα από ένα πείραμα στο εργαστήριο Fermilab National Accelerator Laboratory, αποκαλούμενο MiniBooNE, που υποδηλώνει την παρουσία σωματιδίων που δεν πρέπει να υπάρχουν. Η καλύτερη εξήγηση μέχρι στιγμής είναι ότι υπάρχει ένας τέταρτος, ως τώρα, άγνωστος εξουδετερώνας που ονομάζεται αποστειρωμένος νετρίνα, που αλληλεπιδρά με το υπόλοιπο σύμπαν ακόμα λιγότερο από τους άλλους ξαδέλφους του.
Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι το στείρο νετρίνο μπορεί να είναι υποψήφιο σωματίδιο για τη σκοτεινή ύλη, και καθώς το 2018 πλησιάζει, οι φυσικοί ενισχύουν τις προοπτικές τους σε αυτή την ανωμαλία. Αναζητήστε τους επιστήμονες να σκέφτονται νέους τρόπους σχετικά με τα δεδομένα αυτά και τα αποστειρωμένα νετρίνα γενικά το 2019.
Το πρώτο φως στο Μεγάλο Σύνολο Τηλεσκόπιο Έρευνας (LSST)
Υπάρχει ένα τηλεσκόπιο χτισμένο στη Χιλή που θα κάνει λεπτομερείς εικόνες τεράστιων περιοχών του ουρανού κάθε 15 δευτερόλεπτα, ολοκληρώνοντας μια πλήρη σάρωση του ουρανού κάθε τρεις ημέρες. Κατά τη διάρκεια των 10 χρόνων, θα συγκρίνει αυτές τις εικόνες μεταξύ τους ξανά και ξανά για να παρακολουθήσει τον τρόπο με τον οποίο ο ουρανός μετατοπίζεται και αλλάζει, παρέχοντας την πιο εμπεριστατωμένη πηγή για την κατανόηση του τρόπου που η σκοτεινή ύλη ωθεί και τραβά στον κόσμο.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν, σε γενικές γραμμές, ότι η σκοτεινή ύλη διαμορφώνει τον τρόπο που οι γαλαξίες και τα αστέρια τους κινούνται και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ο στόχος του LSST είναι να συμπληρώσει αυτή την εικόνα, προσφέροντας ένα πρωτοφανές επίπεδο λεπτομέρειας για το πώς λειτουργεί ο Κόσμος. Αυτό θα πρέπει να προσφέρει στους αστροφυσικούς πληθώρα στοιχείων σχετικά με τη φύση της σκοτεινής ύλης και το ρόλο που παίζει στο σύμπαν.
Και το 2019, για πρώτη φορά, οι ερευνητές θα ανοίξουν το οφθαλμό των 2600 κιλών (2.800 κιλά) αυτού του τηλεσκοπίου και θα πάρουν φως. Οι επιστήμες ξεκινούν το 2022.
Ο αγώνας για την κατασκευή ενός ανιχνευτή νέας γενιάς θα ζεσταθεί
Οι φυσικοί των σωματιδίων εικάζουν για πολύ καιρό ότι το πρώτο άμεσο σημάδι της σκοτεινής ύλης μπορεί να είναι μια λάμψη. Εδώ είναι πώς θα μπορούσε να λειτουργήσει: Καθώς η σκοτεινή ύλη συγκρούεται με αδρανείς ουσίες σε πολύ σκοτεινούς χώρους, αυτές οι ουσίες θα εκπέμπουν ελαφρά στίγματα φωτός. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν κατασκευάσει ανιχνευτές σύμφωνα με αυτήν την αρχή, αλλά μέχρι στιγμής, κανένας δεν έχει δώσει οριστικό αποτέλεσμα.
Το 2019, οι επιστήμονες στην Κίνα θα είναι σκληροί στην εργασία στην πλατφόρμα PandaX, η οποία κοιτάζει στο xenon όλη την ημέρα και τη νύχτα ψάχνει για μια λάμψη. Οι επιστήμονες αναβαθμίζουν ταχύτατα τον ανιχνευτή ώστε να φιλοξενήσουν έναν στόχο xenon των 4 τόνων (3,6 τόνους), αναφέροντας ότι αναμένουν να ολοκληρώσουν το μεγαλύτερο μέρος αυτής της εργασίας κατά τη διάρκεια των ετών 2019 και 2020. Ο νέος ανιχνευτής θα ονομάζεται PandaX-xt.
Για να μην ξεπεράσει, οι ερευνητές στη Νότια Ντακότα θα ολοκληρώσουν τις σημαντικότερες φάσεις κατασκευής στο LUX-ZEPLIN, το οποίο θα παρακολουθήσει πλήρεις 10 τόνους (9 τόνους) ξένων σχεδόν ένα μίλι κάτω από την πόλη Lead, Νότια Ντακότα. Όπως το PandaX-xt, το έργο πιθανότατα δεν θα ολοκληρωθεί μέχρι το 2020.
Η Ιταλία θα προχωρήσει επίσης στην αναβάθμιση του ανιχνευτή της, ονομαστικής ονομασίας XENON, σε κλίμακα 8 τόνων (7,2 τόνων). Η αναβάθμιση, που ονομάζεται XENON-nt, θα πρέπει να ολοκληρωθεί το 2019.
Η επόμενη φάση
Είναι πάντα πιθανό ότι κάποιοι πειραματιστές κάπου θα καταλήξουν σε αδιαμφισβήτητες, συγκεκριμένες ενδείξεις ότι ένα συγκεκριμένο είδος πιθανών σωματιδίων σκοτεινής ύλης υπάρχει πραγματικά. Αλλά σε σύντομο χρονικό διάστημα, σχεδόν σε κάθε περιοχή, οι φυσικοί επικεντρώνονται στη χρήση των διδαγμάτων του παρελθόντος για να ενημερώσουν στο μέλλον τα μεγαλύτερα, καλύτερα κυνήγια της σκοτεινής ύλης. Θα καταλήξει σε μια αναμφισβήτητη διαπίστωση σκοτεινής ύλης το 2019; Αυτό μπορεί να είναι λίγο αισιόδοξο. Αλλά οι φυσικοί που κυνηγούν αυτόν τον στόχο μπαίνουν στο νέο έτος που οπλίζονται για να κυνηγούν με περισσότερη ακρίβεια και δύναμη από ποτέ άλλοτε.
