4 Dark Matter-sökningar att titta på 2019

Pin
Send
Share
Send

2018 var ett stort år för mörk materia.

Som vanligt hittade astronomer faktiskt inte något av det som är osynligt för alla våra teleskop men verkar utgöra minst 80 procent av universumet av massa.

Det rapporterades om en mörk materie-orkan, men vi kan faktiskt inte se den. En galax upptäcktes som tycktes inte ha någon mörk materia, vilket konstigt skulle ha bevisat att mörk materia fanns. Men sedan visade det sig att galaxen trots allt kan ha mörk materia - vilket för vissa fysiker lämnar tvivelaktigt. Flera experiment som var tänkta att direkt upptäcka mörk materia här på jorden kom inte upp.

Så var lämnar det forskare som jagar efter mörk materia när vi går in i 2019? Ganska optimistisk, allt betraktat. Jakten på mörk materia pressar fram på alla fronter.

Från massiva underjordiska detektorer till enorma himmelundersökningar, här är de fyra stora stegen i jakten på mörk materia att se fram emot 2019.

LIGO kommer tillbaka online

LIGO-projektet driver två detektorplatser: en nära Hanford i östra Washington och en annan nära Livingston, Louisiana (visas här). (Bildkredit: IGO-samarbete)

Laserinterferometern Gravitational-Wave Observatory (LIGO), den amerikanska detektorn som direkt observerade de första gravitationsvågorna 2015, kommer att påbörja sin tredje observationsperiod i början av 2019 och samla in mer data än någonsin tidigare efter en serie uppgraderingar av sin utrustning.

Så vad gör en gravitationsvågdetektor i en artikel om mörk materia? Det visar sig att det finns många främmande möjligheter att avslöja antydningar av mörk materia med hjälp av gravitationsvågdata - även om ingen av dem ännu har förverkligats.

Forskare under 2018 föreslog att om en "mörk foton" med en mycket liten massa lurar någonstans i universum, kan dess signal dyka upp i LIGO-data, vilket orsakar mycket specifika oegentligheter i signaturerna på gravitationsvågor.

"Vi visar att både markbaserade och framtida rymdbaserade gravitationsvågdetektorer har förmågan att upptäcka," skrev forskarna.

Med LIGO tillbaka på nätet är det mycket möjligt att leva upp bevis för mörk materia i gravitationsvågdata.

Fysiker kommer att försöka ta reda på om MiniBooNE gav upp ett neutrinos spöke

Ett foto avslöjar MiniBOONE-detektorns insida. (Bildkredit: Fred Ullrich / Fermilab)

Under hela 2018 skrattade forskare upphetsade om spännande resultat från ett experiment på Fermilab National Accelerator Laboratory, som kallas MiniBooNE, vilket tyder på förekomsten av partiklar som inte borde existera. Den bästa förklaringen hittills är att det finns en fjärde, men ännu oupptäckt neutrino där ute, kallad steril neutrino, som interagerar med resten av universum ännu mindre än dess andra neutrino-kusiner.

Vissa forskare tror att den sterila neutrinoen kan vara en kandidatpartikel för mörk materia, och när 2018 närmar sig, förstärker fysikerna sina perspektiv på denna avvikelse. Leta efter forskare som tänker på nya sätt om dessa data och sterila neutrinoer i allmänhet under 2019.

Första ljuset vid Large Synoptic Survey Telescope (LSST)

Ett foto från november 2018 visar pågående konstruktion vid toppmötet Cerro Pachón, där LSST kommer samman. (Bildkredit: LSST)

Det finns ett teleskop som byggs i Chile som kommer att göra detaljerade bilder av stora områden på himlen var 15: e sekund och fullfölja en fullständig avsökning av himlen var tredje dag. Under 10 år kommer den att jämföra bilderna med varandra om och om igen för att spåra hur himlen förflyttar sig och förändras, vilket ger den mest djupgående resurs för att förstå hur mörk materia skjuter och drar på kosmos.

Forskare vet i stort sett att mörk materia formar hur galaxer och deras stjärnor rör sig och interagerar med varandra. LSSTs mål är att fylla i den bilden och erbjuder en enastående detaljnivå om hur kosmos fungerar. Det borde erbjuda astrofysiker en mängd data om arten av mörk materia och den roll det spelar i universum.

Och 2019 öppnar forskarna för första gången det eskaliska ögat på 6 200 kilo (2800 kg) och tar ljus. Vetenskapliga operationer börjar 2022.

Loppet att bygga en nästa generations detektor kommer att värmas upp

Forskare arbetar hårt en mil under jorden och sammansätter LUX-ZEPLIN. (Bildkredit: LBL)

Partikelfysiker har spekulerat länge i att det första direkta tecknet på mörk materia kan vara en gnista. Så här kan det fungera: Eftersom mörk materia kolliderar med inerta ämnen i mycket mörka rum, skulle dessa ämnen avge svaga ljusfläckar. I decennier har forskare byggt detektorer enligt denna princip, men hittills har ingen gett ett slutgiltigt resultat.

År 2019 kommer forskare i Kina att ha hårt arbete på PandaX-plattformen, som stirrar på xenon hela dagen och natten och letar efter ett glimt. Dessa forskare uppgraderar snabbt detektorn för att rymma ett 4 ton (3,6 ton) xenonmål och rapporterar att de förväntar sig att slutföra det mesta av detta arbete under loppet av 2019 och 2020. Den nya detektorn kommer att kallas PandaX-xt.

För att inte övergå, kommer forskare i South Dakota att slutföra de viktigaste byggnadsfaserna på LUX-ZEPLIN, som kommer att observera hela 10 ton (9 ton) xenon nästan en mil under staden Lead, South Dakota. Liksom PandaX-xt kommer projektet troligen inte att försvinna förrän 2020.

Italien kommer också att gå vidare med att uppgradera sin detektor, lämpligen benämnd XENON, till en 8 ton (7,2 ton) skala. Uppgraderingen, kallad XENON-nt, borde samlas in 2019.

Nästa fas

Det är alltid möjligt att något experiment någonstans kommer att visa sig oföränderliga, specifika bevis för att en viss typ av möjlig mörk materiapartikel verkligen finns. Men på kort sikt, i nästan alla områden, är fysiker fokuserade på att använda lärdomarna från det förflutna för att informera större, bättre mörka materiejakter i framtiden. Kommer en oförstörbar mörk sakfynd att dyka upp 2019? Det kan vara lite optimistiskt. Men fysikerna som jagar det målet är på väg in i det nya året och beväpnar sig för att jaga med mer precision och kraft än någonsin tidigare.

Pin
Send
Share
Send