Kas varētu būt labāks par tumšās matērijas meklēšanu nekā pa mīnu šahtu? Pētnieku komanda no Floridas universitātes deviņus gadus ir pavadījusi visu nenotveramo lietu pazīmju uzraudzībā, izmantojot germānija un silīcija detektorus, kas atdzesēti līdz daļai no grāda virs absolūtās nulles. Un rezultāts? Pāris maybes un drūma apņēmība turpināt meklēt.
Tumšās matērijas situāciju var novērtēt, ņemot vērā Saules sistēmu, kurā, lai paliktu orbītā ap Sauli, Merkuram jāvirzās ar ātrumu 48 kilometri sekundē, kamēr tālu Neptūns var nesteidzīgi pārvietoties 5 kilometru sekundē. Pārsteidzoši, ka šis princips neattiecas uz Piena ceļu vai uz citām mūsu novērotajām galaktikām. Plaši runājot, jūs varat atrast lietas spirālveida galaktikas ārējās daļās, kas pārvietojas tikpat ātri, kā lietas, kas atrodas tuvu galaktikas centram. Tas rada neizpratni, jo īpaši tāpēc, ka sistēmā nešķiet pietiekami daudz gravitācijas, lai noturētu strauji riņķojošās lietas ārējās daļās - kurām vienkārši vajadzētu izlidot kosmosā.
Tātad mums ir vajadzīgs lielāks smagums, lai izskaidrotu, kā galaktikas rotē un paliek kopā - tas nozīmē, ka mums ir vajadzīga lielāka masa, nekā mēs varam novērot - un tāpēc mēs piesaucam tumšo vielu. Tumšās matērijas piesaiste arī palīdz izskaidrot, kāpēc galaktiku kopas paliek kopā, un izskaidro liela mēroga gravitācijas objektīva efektus, piemēram, kādus var redzēt Bullet Cluster (attēlā iepriekš).
Datormodelēšana liek domāt, ka galaktikās var būt tumšās matērijas halos, bet arī to struktūra ir sadalīta pa visu struktūru - un kopā ņemot, visa šī tumšā viela veido līdz 90% no galaktikas kopējās masas.
Pašreizējā domā ir tāda, ka neliela tumšās vielas sastāvdaļa ir baryonic, ar to saprotot protonus un neitronus - aukstas gāzes formā, kā arī blīvus, nestarojošus objektus, piemēram, melnos caurumus, neitronu zvaigznes, brūnos pundurus un bāreņu planētas. (tradicionāli pazīstams kā masīvi astrofiziski kompakti halo objekti - vai MACHOs).
Bet nešķiet, ka būtu gandrīz pietiekami daudz tumšās baryonic matērijas, lai ņemtu vērā tumšās matērijas radītās sekas. Līdz ar to secinājums, ka lielākajai daļai tumšās vielas jābūt ne-baryonic - vāji mijiedarbojošos masīvo daļiņu (WIMP) veidā.
Secinot, WIMPS ir caurspīdīgi un neatstaro visu viļņu garumu, un, iespējams, tiem nav lādiņa. Neitrīni, kas daudzumā rodas no zvaigžņu saplūšanas reakcijām, labi derētu rēķinam, izņemot to, ka tiem ir pietiekami daudz masas. Pašlaik visiecienītākais WIMP kandidāts ir neitrīno - hipotētiska daļiņa, ko prognozē supersimetrijas teorija.
Otrais kriogēno tumšo vielu meklēšanas eksperiments (vai CDMS II) notiek dziļi pazemē Soudan dzelzs raktuvē Minesotā, kas atrodas tur, tāpēc tai vajadzētu pārtvert tikai daļiņas, kas var iekļūt tajā dziļi pazemē. CDMS II cieto kristālu detektori meklē jonizācijas un fononu notikumus, kurus var izmantot, lai atšķirtu elektronu mijiedarbību un kodola mijiedarbību. Tiek pieņemts, ka tumšās vielas WIMP daļiņa ignorēs elektronus, bet potenciāli mijiedarbosies ar (t.i., atlēksies) kodolu.
Floridas Universitātes komanda ir ziņojusi par diviem iespējamiem notikumiem, kuri atzīst, ka savus atklājumus nevar uzskatīt par statistiski nozīmīgiem, taču tie vismaz var dot zināmu darbības jomu un virzienu turpmākiem pētījumiem.
Norādot, cik grūti tieši noteikt (t.i., cik “tumši”) WIMP patiesībā ir, CDMS II atklājumi norāda uz detektoru jutīgumu, kas nepieciešams, lai palielinātu iecirtumu.
