จุดซ่อนตัวสำหรับอนุภาคที่สร้างสสารมืดนั้นแคบลงและคำตอบของความลึกลับของจักรวาลนี้อาจเกิดขึ้นได้ภายในสามหรือสี่ปีข้างหน้านักวิทยาศาสตร์กล่าว
สสารมืดเป็นสารที่เข้าใจยากที่มองไม่เห็นและแทบไม่เคยตรวจพบยกเว้นด้วยแรงโน้มถ่วง แต่นักดาราศาสตร์กล่าวว่ามันน่าจะเป็นหนึ่งในสี่ของจักรวาลทั้งหมดและแคระจำนวนสสารปกติ (กาแลคซีดาวและดาวเคราะห์) ออกไปในอวกาศ
เมื่อสัปดาห์ที่แล้วการค้นพบฟิสิกส์อนุภาคจาก Hadron Collider ขนาดใหญ่ในสวิตเซอร์แลนด์สงสัยในทฤษฎีที่เรียกว่า supersymmetry ซึ่งทำนายการมีอยู่ของอนุภาคที่เป็นหนึ่งในผู้สมัครชั้นนำสำหรับสสารมืด การค้นหาประเภทของอนุภาคอมตะที่มีอยู่ จำกัด ที่สามารถมีอยู่ได้ แต่ไม่ได้ใช้ความสมมาตรคำอธิบายนอกตารางอย่างสมบูรณ์
และอนุภาคที่มีความสมมาตรเป็นเพียงหนึ่งในอนุภาคทฤษฎีจำนวนหนึ่งที่อาจอธิบายถึงสสารมืด การค้นหาอนุภาคเหล่านี้และอนุภาคที่ยังไม่ได้เปิดอื่น ๆ ได้รับการดำเนินการมานานหลายทศวรรษแม้ว่าจะยังไม่มีการตรวจพบ -Twisted Physics: 7 การค้นพบที่น่าเหลือเชื่อ-
“ ฉันคิดว่าเรากำลังมองหาวิธีที่แตกต่างกันมากพอที่จะเป็นสิ่งที่เรายังไม่ได้นึกถึงเลยดูเหมือนว่าฉันจะพบมันภายในทศวรรษหน้า” Dan Bauer นักฟิสิกส์ของ Fermi National Accelerator Laboratory กล่าวในรัฐอิลลินอยส์
สสารมืดในการวิ่ง
การทดลองชั้นนำที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อตรวจจับสสารมืดเพิ่งเริ่มทำงานในระดับความไวที่คิดว่าเพียงพอที่จะตรวจจับสัญญาณจากอนุภาคเหล่านี้และผลลัพธ์ของพวกเขาควรอยู่ภายในประมาณสามหรือสี่ปี Bauer กล่าว
“ ถ้าเราไม่พบมันในการทดลองรอบต่อไปฉันคิดว่าทุกคนจะท้อแท้เล็กน้อย” Bauer บอกกับ Space.com
ในการเป็นสสารมืดอนุภาคที่มีศักยภาพจะต้องเป็นกลางและมีเสถียรภาพและมีปฏิสัมพันธ์กับสสารประเภทอื่น ๆ
สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่ตกอยู่ในหมวดหมู่ของอนุภาคหนักที่เรียกว่าอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อน (ขูด- WIMPS ถูกทำนายโดย supersymmetry ทำให้เกิดการมีอยู่ของอนุภาคพันธมิตรที่หนักกว่าสำหรับอนุภาคที่รู้จักทั้งหมดในจักรวาลที่มีประจุไฟฟ้าเดียวกัน แต่มีการหมุนที่แตกต่างกัน -ภารกิจของ NASA สำหรับ Dark Matter (วิดีโอ)-
การทดลองหลายครั้งกำลังดำเนินการเพื่อค้นหา WIMPS โดยการวางวัสดุจำนวนมากเช่นซีนอนหรือเจอร์เมเนียมใต้ดินลึกและป้องกันด้วยการป้องกันหลายชั้นเพื่อป้องกันอนุภาคอื่น ๆ ทั้งหมด หากอนุภาคใด ๆ ทำให้มันผ่านอุปสรรคเหล่านี้และชนกับอะตอมในซีนอนหรือเจอร์เมเนียมพวกมันน่าจะเป็น wimps มากความคิดก็เกิดขึ้น
CDMS (ซึ่งหมายถึงการค้นหาสสารมืดแช่แข็ง) เริ่มต้นในอุโมงค์ใต้มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในแคลิฟอร์เนียและโครงการรุ่นใหม่ที่ละเอียดอ่อนกว่าตอนนี้กำลังดำเนินการอยู่ใต้ดินลึกลงไปในเหมือง Soudan ของมินนิโซตา
การทดลองล่าสัตว์อีกครั้งเรียกว่าXenon100การทำซ้ำครั้งล่าสุดของการค้นหาตามที่ห้องปฏิบัติการ Gran Sasso Underground ในอิตาลี และโครงการใหม่ที่เรียกว่า Lux (การทดลองซีนอนใต้ดินขนาดใหญ่) ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างที่ Homestake Mine ในเซาท์ดาโคตาอาจเป็นผู้เล่นที่ยิ่งใหญ่เช่นกัน
การมีโครงการแข่งขันทั้งหมดเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็นในที่สุดหากเชื่อผลลัพธ์ใด ๆ
“ คนส่วนใหญ่ในสนามยอมรับว่าคุณจะต้องเห็นหลักฐานของเรื่องนี้ในการทดลองมากกว่าหนึ่งครั้งและมากกว่าหนึ่งประเภทก่อนที่ทุกคนจะเชื่อมั่น” บาวเออร์กล่าว
ความเป็นไปได้อื่น ๆ
และ WIMPS ไม่ใช่อนุภาคผู้สมัครเพียงคนเดียวสำหรับสสารมืด ทางออกที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งเรียกว่า Axion นี่คืออนุภาคที่มีทฤษฎีที่เป็นกลางและมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างอ่อนแอ แต่อาจเบากว่า WIMPS ดังนั้นหาก Axions เป็นสสารมืดจะต้องมีพวกเขามากขึ้น
การทดลองที่เรียกว่า Axion Dark Matter Experiment (ADMX) ที่ University of Washington ใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดขนาดใหญ่เพื่อค้นหาอนุภาคเหล่านี้ จนถึงตอนนี้การค้นหานั้นก็ว่างเปล่าเช่นกัน
และคำอธิบายที่แปลกประหลาดสำหรับสสารมืดนั้นมาจากความคิดที่ว่ามีขนาดเล็กมิติที่ซ่อนอยู่ห่อหุ้มภายในสี่มิติที่รู้จักของเวลาอวกาศในจักรวาลของเรา หากเป็นเช่นนั้นอาจมีอนุภาคที่เรียกว่าอนุภาค Kaluza - Klein ที่อธิบายถึงสสารมืด อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้จะยากกว่าที่จะตรวจจับ
และเร็วเกินไปที่จะแยกแยะคำอธิบายที่ฟังดูไม่น่าเป็นไปได้มากยิ่งขึ้น
“ สิ่งที่เราคิดว่ามีความน่าจะเป็นที่สูงกว่ายังไม่ได้ปรากฏตัวดังนั้นเราควรเปิดใจให้เปิดใจ” นักฟิสิกส์ทฤษฎีแลนซ์ดิกซันจากห้องปฏิบัติการเร่งความเร็วแห่งชาติ SLAC ในแคลิฟอร์เนียกล่าว
รักษาความหวังสสารมืดให้มีชีวิตอยู่
แม้จะมีความยากลำบากในการค้นหาสสารมืดไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตามนักฟิสิกส์บอกว่าพวกเขาไม่ได้ท้อแท้
“ ฉันค่อนข้างมั่นใจว่าสสารมืดนั้นเป็นเรื่องจริงและดูเหมือนว่าน่าดึงดูดใจที่จะถูกนำไปใช้โดยอนุภาคเบื้องต้นแม้ว่าฉันจะคิดว่ามันอาจจะไม่เป็นอย่างนั้น” Dixon กล่าว "เราอาจจะไม่โชคดีที่อนุภาคเบื้องต้นที่อยู่ในขอบเขตของการตรวจจับ"
Bauer กล่าวว่าเขาทำงานกับ CDM เป็นเวลานานและยอมรับว่าคิดในตอนแรกว่าตอนนี้เขาจะได้พบบางสิ่งบางอย่างในตอนนี้
“ ฉันคิดว่ามันเป็นสิ่งที่มองโลกในแง่ดีตามธรรมชาติของนักฟิสิกส์ที่คิดว่านี่เป็นสิ่งที่เราอาจหาได้จริง” เขากล่าว แต่ถึงแม้ว่าการทดลองของเขาจะไม่ตรวจพบสสารมืด แต่ในตัวมันเองก็บอกนักวิทยาศาสตร์ถึงสิ่งที่น่าสนใจ
“ มันจะน่าตื่นเต้นกว่านี้ถ้าเราเห็นมันมากกว่าที่เราไม่ได้ทำ แต่มันเป็นผลลัพธ์ที่สำคัญทั้งสองทาง” Bauer กล่าว
เรื่องนี้จัดทำโดยSpace.comเว็บไซต์น้องสาวของวิทยาศาสตร์การใช้ชีวิตติดตาม Clara Moskowitz บน Twitter@claramoskowitzหรือ space.com@spacedotcom- เรายังอยู่ด้วยFacebook-Google+-
