2018. gads bija liels tumšās matērijas gads.
Kā parasti, astronomi faktiski neatrada nevienu no sīkumiem, kas ir neredzami visiem mūsu teleskopiem, bet, šķiet, pēc masas veido vismaz 80 procentus no Visuma.
Bija ziņojumi par tumšās lietas viesuļvētru, bet mēs to faktiski nevaram redzēt. Tika atklāta galaktika, kurā šķita, ka tajā nav tumšās matērijas, kas dīvainā kārtā būtu pierādījis, ka tumšā matērija pastāv. Bet tad izrādījās, ka galaktikā galu galā var būt tumšā matērija - atstājot šaubas par tumšās matērijas esamību dažiem fiziķiem. Vairāki eksperimenti, kuriem vajadzēja tieši atklāt tumšo vielu šeit uz Zemes, neko neliecināja.
Tātad, kur tas ļauj zinātniekiem medīt tumšo vielu, kad mēs dodamies uz 2019. gadu? Diezgan optimistiski, ņemot vērā visas lietas. Tumšās vielas medības virzās uz priekšu visās frontēs.
Sākot ar milzīgiem pazemes detektoriem un beidzot ar milzīgām debesu apsekošanām, šeit ir četri galvenie tumšās vielas medību soļi, kas jāgaida 2019. gadā.
LIGO atgriežas tiešsaistē
Lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatorija (LIGO), amerikāņu detektors, kas tieši novēroja pirmos gravitācijas viļņus 2015. gadā, sāks savu trešo novērošanas skrējienu 2019. gada sākumā, savācot vairāk datu nekā jebkad agrāk pēc vairākām tā aprīkojuma jauninājumiem.
Ko tad dara gravitācijas viļņu detektors rakstā par tumšo vielu? Izrādās, ka ir daudz vilinošu iespēju, kā atklāt gravitācijas viļņu datus, lai atklātu tumšās matērijas mājienus - lai arī neviens no tiem vēl nav realizēts.
Pētnieki 2018. gadā ierosināja, ka, ja “tumšais fotons” ar ļoti nelielu masu slēpjas kaut kur Visumā, tā signāls varētu parādīties LIGO datos, izraisot ļoti specifiskus pārkāpumus gravitācijas viļņu parakstos.
"Mēs parādām, ka gan zemes, gan nākotnes kosmosa gravitācijas viļņu detektori spēj veikt atklājumus," rakstīja pētnieki.
Tā kā LIGO ir tiešsaistē, tumšās vielas pierādījumu iegūšana gravitācijas viļņu datos ir ļoti reāla iespēja.
Fiziķi mēģinās noskaidrot, vai MiniBooNE atteicās no neitrīna rēga
Visu 2018. gadu zinātnieki satraukti pļāpāja par intriģējošiem rezultātiem, kas gūti no eksperimenta Fermilab Nacionālajā paātrinātāja laboratorijā, saukta par MiniBooNE, kas liek domāt par daļiņu klātbūtni, kurai nevajadzētu būt. Labākais izskaidrojums līdz šim ir tas, ka tur atrodas ceturtais, vēl neatklātais neitrīns, saukts par sterilu neitrīno, kurš mijiedarbojas ar pārējo Visumu pat mazāk nekā citi tā neitrīno brālēni.
Daži pētnieki uzskata, ka sterils neitrīno varētu būt tumšās vielas daļiņa un, tuvojoties 2018. gadam, fiziķi pastiprina savas perspektīvas attiecībā uz šo anomāliju. Meklējiet zinātniekus, kas domā jaunus veidus par šiem datiem un sterilajiem neitrīniem kopumā 2019. gadā.
Pirmais lukturis Lielajā sinoptiskajā aptaujas teleskopā (LSST)
Čīlē tiek būvēts teleskops, kas ik pēc 15 sekundēm veidos detalizētus plašu debesu reģionu attēlus, katru trīs dienu laikā veicot pilnu debesu skenēšanu. 10 gadu laikā tas atkal un atkal salīdzinās šos attēlus, lai izsekotu, kā mainās un mainās debesis, nodrošinot visu laiku padziļinātu resursu, lai saprastu, kā tumšā matērija nospiež un pievelk kosmosu.
Zinātnieki kopumā zina, ka tumšā matērija nosaka veidu, kā galaktikas un to zvaigznes pārvietojas un mijiedarbojas savā starpā. LSST mērķis ir aizpildīt šo attēlu, piedāvājot vēl nebijušu detalizācijas pakāpi par to, kā darbojas kosmoss. Tam astrofiziķiem būtu jāpiedāvā daudz datu par tumšās matērijas būtību un tās lomu Visumā.
Un 2019. gadā pētnieki pirmo reizi atvērs šī teleskopa 6 800 mārciņu (6800 mārciņu) aci un uzņems gaismu. Zinātniskās operācijas sākas 2022. gadā.
Sildīsies sacensības par nākamās paaudzes detektora uzbūvi
Daļiņu fiziķi jau ilgu laiku ir spekulējuši, ka pirmā tiešā tumšās vielas pazīme varētu būt dzirksti. Kā tas varētu darboties: Tā kā tumšās vielas ļoti tumšās telpās saduras ar inertajām vielām, šīs vielas izstaro vāju gaismas plankumu. Gadu desmitiem zinātnieki ir būvējuši detektorus pēc šī principa, taču līdz šim neviens nav devis pārliecinošu rezultātu.
2019. gadā zinātniekiem Ķīnā būs smagi jāstrādā pie PandaX platformas, kas visu dienu un nakti skatās ksenonā, meklējot mirdzumu. Šie zinātnieki strauji uzlabo detektoru, lai tajā ietilptu 4 tonnu (3,6 tonnu) ksenona mērķis, ziņojot, ka viņi sagaida, ka lielāko daļu šī darba veiks 2019. un 2020. gadā. Jaunais detektors sauksies PandaX-xt.
Nevajadzētu pārspēt, Dienviddakotas pētnieki pabeigs vissvarīgākās būvniecības fāzes LUX-ZEPLIN, kas gandrīz 10 jūdzes (9 tonnas) ksenona pamanīs gandrīz jūdzi zem Lead pilsētas Dienviddakotā. Tāpat kā PandaX-xt, projekts, iespējams, netiks īstenots līdz 2020. gadam.
Itālija arī virzīsies uz priekšu, uzlabojot savu detektoru, atbilstoši nosauktu XENON, līdz 8 tonnu (7,2 tonnu) skalai. Jauninājums ar nosaukumu XENON-nt būtu jāievieš 2019. gadā.
Nākamais posms
Vienmēr ir iespējams, ka kāds eksperiments kaut kur parādīs neapstrīdamus, specifiskus pierādījumus tam, ka patiešām pastāv kāda veida iespējamās tumšās vielas daļiņas. Bet īstermiņā gandrīz katrā jomā fiziķi ir koncentrējušies uz pagātnes mācību izmantošanu, lai nākotnē informētu lielākas, labākas tumšās vielas medības. Vai 2019. gadā parādīsies neapstrīdamas tumšās vielas atrašana? Tas varētu būt mazliet optimistiski. Bet fiziķi, pakaļdzinoties šo mērķi, dodas jaunajā gadā, apbruņojoties ar medībām ar lielāku precizitāti un jaudu nekā jebkad agrāk.
