Rok 2018 byl velkým rokem temné hmoty.
Astronomové jako obvykle nenašli nic z toho, co je neviditelné pro všechny naše dalekohledy, ale zdá se, že tvoří nejméně 80 procent hmotnosti hmotou.
Byly hlášeny zprávy o hurikánu temné hmoty, ale my to vlastně nevidíme. Objevila se galaxie, která vypadala, že nemá žádnou temnou hmotu, což by bylo zvláštní, že by temná hmota existovala. Ale pak se ukázalo, že galaxie může nakonec mít temnou hmotu - pro některé fyziky je pochybnost o existenci temné hmoty. Několik experimentů, které měly přímo detekovat temnou hmotu zde na Zemi, nepřineslo nic.
Takže, kde to nechává vědce lovit temnou hmotu, když se vydáme do roku 2019? Docela optimistický, všechny věci byly zváženy. Lov na temnou hmotu tlačí vpřed na všech frontách.
Od masivních podzemních detektorů po obrovské průzkumy oblohy jsou zde čtyři hlavní kroky v honbě za temnou hmotou, na kterou se v roce 2019 těšit.
LIGO se vrací online
Gravitační vlnová observatoř s laserovým interferometrem (LIGO), americký detektor, který přímo pozoroval první gravitační vlny v roce 2015, zahájí svůj třetí pozorovací běh začátkem roku 2019 a po sérii upgradů na své zařízení shromáždí více dat než kdykoli předtím.
Co dělá detektor gravitačních vln v článku o temné látce? Ukazuje se, že existuje mnoho zajímavých možností odkrytí náznaků temné hmoty pomocí dat gravitačních vln - ačkoliv žádná z nich dosud nebyla realizována.
Vědci v roce 2018 navrhli, že pokud se „temný foton“ s velmi lehkou hmotou skrývá někde ve vesmíru, jeho signál by se mohl objevit v datech LIGO, což by způsobilo velmi specifické nepravidelnosti v podpisech gravitačních vln.
"Ukazujeme, že jak pozemní, tak budoucí kosmické gravitační vlny detektory mají schopnost provést objev," uvedli vědci.
S LIGO zpět online je odhalení důkazů o temné hmotě v datech gravitačních vln velmi živou možností.
Fyzikové se pokusí zjistit, zda se MiniBooNE vzdal ducha neutrina
V průběhu roku 2018 vědci nadšeně povídali o zajímavých výsledcích experimentu v laboratoři Fermilab National Accelerator Laboratory s názvem MiniBooNE, který naznačuje přítomnost částic, které by neměly existovat. Zatím nejlepší vysvětlení je, že existuje ještě čtvrté, dosud neobjevené neutrino, zvané sterilní neutrino, které interaguje se zbytkem vesmíru ještě méně než ostatní jeho bratranci.
Někteří vědci se domnívají, že sterilní neutrino by mohlo být kandidátskou částicí pro temnou hmotu, a jak se blíží rok 2018, fyzici na tuto anomálii zpevňují své perspektivy. Podívejte se na vědce, kteří o těchto datech uvažují novými způsoby a sterilní neutrina obecně v roce 2019.
První světlo na dalekohledu Large Synoptic Survey Telescope (LSST)
V Chile je postaven dalekohled, který každých 15 sekund vytvoří podrobné snímky rozlehlé oblasti oblohy a každé tři dny dokončí úplnou kontrolu oblohy. V průběhu 10 let bude tyto obrazy znovu a znovu porovnávat, aby sledoval, jak se obloha mění a mění, a poskytuje nejhlubší zdroj pro pochopení toho, jak temná hmota tlačí a táhne vesmír.
Vědci široce vědí, že temná hmota formuje způsob, jakým se galaxie a jejich hvězdy pohybují a vzájemně reagují. Cílem LSST je vyplnit tento obrázek a nabídnout bezprecedentní úroveň detailů o tom, jak vesmír funguje. To by mělo astrofyzikům nabídnout množství údajů o povaze temné hmoty a roli, kterou hraje ve vesmíru.
A v roce 2019 poprvé vědci otevřou oko tohoto dalekohledu o hmotnosti 2 800 kilogramů a vezmou na světlo. Vědecké operace začínají v roce 2022.
Závod na vybudování detektoru nové generace se zahřeje
Fyzici částic dlouho spekulovali, že prvním přímým znakem temné hmoty může být jiskra. Takto to může fungovat: Jak temná hmota narazí do inertních látek ve velmi tmavých místnostech, tyto látky budou emitovat slabé skvrny světla. Po celá desetiletí vědci stavěli detektory podle tohoto principu, ale zatím žádný nepřinesl přesvědčivý výsledek.
V roce 2019 budou vědci v Číně usilovně pracovat na platformě PandaX, která celý den a noc zírá na xenon a hledá zajiskření. Tito vědci rychle modernizují detektor tak, aby vyhovoval 4-tunovému (3,6 tun) xenonovému cíli, a uvedl, že očekává, že většinu této práce dokončí v průběhu let 2019 a 2020. Nový detektor se bude jmenovat PandaX-xt.
Nebýt přehnaně, vědci v Jižní Dakotě dokončují nejdůležitější fáze výstavby na LUX-ZEPLIN, která bude pozorovat plných 10 tun (9 tun) xenonu téměř kilometr pod městem Lead v Jižní Dakotě. Stejně jako v případě PandaX-xt se projekt pravděpodobně neobdrží až do roku 2020.
Itálie bude také postupovat při modernizaci svého detektoru, vhodně pojmenovaného XENON, na 8tunovou (7,2tunovou) stupnici. Aktualizace s názvem XENON-nt by měla být zabalena v roce 2019.
Další fáze
Je vždy možné, že nějaký experiment někde odhalí nezvratné, konkrétní důkazy, že určitý druh možné částice temné hmoty skutečně existuje. Ale v krátkodobém horizontu jsou fyzici téměř v každé oblasti zaměřeni na to, aby pomocí lekcí z minulosti informovali v budoucnu větší a lepší lov temných látek. Objeví se v roce 2019 neobjevitelný nález temné hmoty? To by mohlo být trochu optimistické. Fyzici honící tento cíl však míří do nového roku a vyzývají se, aby lovili s větší přesností a silou než kdykoli předtím.
