2018 był wielkim rokiem dla ciemnej materii.
Jak zwykle astronomowie nie znaleźli żadnych rzeczy, które są niewidoczne dla wszystkich naszych teleskopów, ale wydają się stanowić co najmniej 80 procent masy wszechświata.
Były doniesienia o huraganie ciemnej materii, ale tak naprawdę nie możemy tego zobaczyć. Odkryto galaktykę, która wydawała się nie mieć żadnej ciemnej materii, co dziwnie dowodziłoby, że istniała ciemna materia. Ale potem okazało się, że w galaktyce może być mimo wszystko ciemna materia - co pozostawia wątpliwości dla niektórych fizyków. Liczne eksperymenty, które miały bezpośrednio wykrywać ciemną materię tutaj na Ziemi, nic nie wykazały.
Gdzie więc to pozostawia naukowców poszukujących ciemnej materii, gdy zbliżamy się do 2019 r.? Całkiem optymistycznie, biorąc pod uwagę wszystko. Polowanie na ciemną materię napiera na wszystkich frontach.
Od ogromnych podziemnych detektorów po ogromne badania nieba, oto cztery główne kroki w poszukiwaniu ciemnej materii, na którą czekamy w 2019 roku.
LIGO wraca do trybu online
Laserowe interferometr Gravitational-Wave Observatory (LIGO), amerykański detektor, który bezpośrednio zaobserwował pierwsze fale grawitacyjne w 2015 r., Rozpocznie trzecią serię obserwacji na początku 2019 r., Gromadząc więcej danych niż kiedykolwiek wcześniej po serii aktualizacji swojego sprzętu.
Co robi detektor fal grawitacyjnych w artykule o ciemnej materii? Okazuje się, że istnieje wiele kuszących możliwości odkrywania śladów ciemnej materii za pomocą danych fal grawitacyjnych - choć żadna z nich nie została jeszcze zrealizowana.
Badacze w 2018 r. Zaproponowali, że jeśli „ciemny foton” o bardzo niewielkiej masie czai się gdzieś we wszechświecie, jego sygnał może pojawić się w danych LIGO, powodując bardzo specyficzne nieregularności w sygnaturach fal grawitacyjnych.
„Pokazujemy, że zarówno naziemne, jak i przyszłe kosmiczne detektory fal grawitacyjnych mają możliwość dokonania odkrycia” - napisali naukowcy.
Po ponownym włączeniu LIGO do sieci, znalezienie dowodów na istnienie ciemnej materii w danych fal grawitacyjnych jest bardzo prawdopodobne.
Fizycy spróbują dowiedzieć się, czy MiniBooNE zrezygnowało z ducha neutrina
Przez cały 2018 r. Naukowcy rozmawiali podekscytowani o intrygujących wynikach eksperymentu w Fermilab National Accelerator Laboratory, zwanym MiniBooNE, sugerującym obecność cząstek, które nie powinny istnieć. Najlepszym jak dotąd wyjaśnieniem jest to, że istnieje czwarte, jak dotąd nieodkryte neutrino, zwane sterylnym neutrino, które oddziałuje z resztą wszechświata w jeszcze mniejszym stopniu niż jego inni kuzyni neutrin.
Niektórzy badacze uważają, że sterylne neutrino może być cząstką kandydującą do ciemnej materii, a gdy zbliża się koniec 2018 r., Fizycy umacniają swoje perspektywy na temat tej anomalii. Poszukaj naukowców myślących w nowy sposób na temat tych danych i ogólnie sterylnych neutrin w 2019 r.
Pierwsze światło w Large Synoptic Survey Telescope (LSST)
W Chile budowany jest teleskop, który będzie robił szczegółowe zdjęcia rozległych obszarów nieba co 15 sekund, wykonując pełny skan nieba co trzy dni. W ciągu 10 lat będzie ciągle porównywać te obrazy, aby śledzić, w jaki sposób niebo się przesuwa i zmienia, zapewniając najgłębsze jak dotąd zasoby do zrozumienia, jak ciemna materia popycha i przyciąga kosmos.
Naukowcy wiedzą ogólnie, że ciemna materia kształtuje sposób, w jaki galaktyki i ich gwiazdy poruszają się i oddziałują na siebie. Celem LSST jest wypełnienie tego obrazu, oferując niespotykany poziom szczegółowości funkcjonowania kosmosu. To powinno zaoferować astrofizykom bogactwo danych na temat natury ciemnej materii i roli, jaką odgrywa ona we wszechświecie.
A w 2019 r. Po raz pierwszy naukowcy otworzą oko tego teleskopu o masie 6200 funtów (2 800 kilogramów) i rozświetlą światło. Działania naukowe rozpoczynają się w 2022 r.
Wyścig o budowę detektora nowej generacji rozgrzeje się
Fizycy cząstek od dawna spekulowali, że pierwszym bezpośrednim znakiem ciemnej materii może być iskierka. Oto jak to może działać: gdy ciemna materia zderza się z obojętnymi substancjami w bardzo ciemnych pokojach, substancje te emitują słabe plamki światła. Przez dziesięciolecia naukowcy budowali detektory zgodnie z tą zasadą, ale jak dotąd żaden nie przyniósł rozstrzygającego wyniku.
W 2019 r. Naukowcy w Chinach będą ciężko pracować na platformie PandaX, która wpatruje się w ksenon przez cały dzień i noc, szukając błysku. Ci naukowcy szybko modernizują detektor, aby pomieścić 4-tonowy (3,6 tony) cel ksenonowy, informując, że spodziewają się zakończyć większość tych prac w latach 2019 i 2020. Nowy detektor będzie nazywał się PandaX-xt.
Aby się nie prześcignąć, naukowcy z Południowej Dakoty będą kończyć najważniejsze etapy budowy na LUX-ZEPLIN, w których zobaczą pełne 10 ton (9 ton) ksenonów prawie mili pod miastem Lead w Południowej Dakocie. Podobnie jak PandaX-xt, projekt prawdopodobnie nie zakończy się do 2020 roku.
Włochy posuną się również naprzód w zakresie modernizacji swojego detektora, odpowiednio nazwanego XENON, do skali 8 ton (7,2 tony). Uaktualnienie o nazwie XENON-nt powinno zostać sfinalizowane w 2019 r.
Następna faza
Zawsze jest możliwe, że gdzieś eksperyment okaże się niezaprzeczalnym, konkretnym dowodem na to, że istnieje konkretny rodzaj możliwej cząstki ciemnej materii. Ale w krótkim okresie, prawie w każdej dziedzinie, fizycy koncentrują się na wykorzystaniu lekcji z przeszłości, aby informować o większych, lepszych polowaniach na ciemną materię w przyszłości. Czy w 2019 r. Pojawi się niezaprzeczalne odkrycie ciemnej materii? To może być trochę optymistyczne. Ale fizycy ścigający ten cel zmierzają w nowy rok, przygotowując się do polowania z większą precyzją i mocą niż kiedykolwiek wcześniej.
