Nincs jobb hely a sötét anyag keresésére, mint egy bányaaknában? Egy kutatócsoport a Floridai Egyetem kilenc évet töltöttek azzal, hogy figyeljék a megfoghatatlan dolgokra utaló jeleket, germánium- és szilíciumdetektorokkal, amelyeket egy fok töredékére hűttek le az abszolút nulla fölé. És az eredmény? Néhány lehetőség és egy kemény elhatározás, hogy tovább keressek.
Az ügy sötét anyag Értékelhető, ha figyelembe vesszük a Naprendszert, ahol a Merkúrnak a Nap körüli pályán maradásához másodpercenként 48 kilométeres sebességgel, míg a távoli Neptunusznak 5 kilométeres másodpercenkénti sebességgel kell mozognia. Meglepő módon ez az elv nem érvényesül a Tejútrendszerben vagy más megfigyelt galaxisokban. Általánosságban elmondható, hogy egy spirálgalaxis külső részein találhatunk olyan dolgokat, amelyek ugyanolyan gyorsan mozognak, mint a galaktikus központhoz közeli dolgok. Ez elgondolkodtató, különösen azért, mert úgy tűnik, nincs elég gravitáció a rendszerben ahhoz, hogy megtartsa a külső részek gyorsan keringő cuccait – amelyeknek éppen az űrbe kellene repülniük.
Tehát több gravitációra van szükségünk ahhoz, hogy megmagyarázzuk, hogyan forognak és maradnak együtt a galaxisok – ami azt jelenti, hogy több tömegre van szükségünk, mint amennyit megfigyelhetünk – és ezért hívjuk meg a sötét anyagot. A sötét anyag megidézése segít megmagyarázni, hogy a galaxishalmazok miért maradnak együtt, és megmagyarázza a nagy léptékű gravitációs lencsehatásokat, mint például a Bullet Cluster (a fenti képen).
A számítógépes modellezések azt sugallják, hogy a galaxisokban lehetnek sötét anyag fényudvarok, de a sötét anyag is eloszlik a szerkezetükben – és együttvéve ez a sötét anyag a galaxisok össztömegének akár 90%-át teszi ki.
Egy művész benyomása a sötét anyagról, a barionos és nem-barion formák arányos eloszlását mutatja be (ez a vicc soha nem öregszik).
A jelenlegi felfogás szerint a sötét anyag egy kis alkotóeleme barionos, vagyis protonokból és neutronokból álló anyag – hideg gáz, valamint sűrű, nem sugárzó objektumok, például fekete lyukak, neutroncsillagok, barna törpék és árva bolygók formájában. (hagyományosan Massive Astrophysical Compact Halo Objects néven ismert – ill Hímek ).
De úgy tűnik, hogy közel sincs elég sötét barion anyag ahhoz, hogy megmagyarázzuk a sötét anyag körülményes hatásait. Ebből az a következtetés, hogy a legtöbb sötét anyagnak nem barionosnak kell lennie, gyengén kölcsönható tömeges részecskék formájában (vagy WIMP-ek ).
Következtetések alapján a WIMPS-ek átlátszóak és nem tükröződnek minden hullámhosszon, és valószínűleg nem hordoznak töltést. A neutrínók, amelyek bőségesen keletkeznek a csillagok fúziós reakcióiból, jól illeszkednek a számlához, kivéve, hogy nincs elegendő tömegük. A jelenleg legkedveltebb WIMP jelölt a neutralino által megjósolt hipotetikus részecske szuperszimmetria elmélet.
A második Kriogén sötét anyag keresési kísérlet (vagy CDMS II) mélyen a föld alatt fut Szudáni vasbánya Minnesotában, ott található, így csak azokat a részecskéket szabad felfognia, amelyek mélyen a föld alá tudnak behatolni. A CDMS II szilárdkristály detektorok ionizációt és fonon események, amelyek segítségével megkülönböztethetők az elektron- és a nukleáris kölcsönhatások. Feltételezzük, hogy a sötét anyag WIMP-részecske figyelmen kívül hagyja az elektronokat, de potenciálisan kölcsönhatásba léphet (azaz visszapattanhat) az atommaggal.
Két lehetséges esemény történt jelentették a University of Florida csapata, akik elismerik, hogy eredményeiket statisztikailag nem lehet szignifikánsnak tekinteni, de legalább teret és irányt adhatnak a további kutatásoknak.
Azzal, hogy jelzi, mennyire nehéz közvetlenül észlelni (azaz mennyire „sötét”) a WIMP-k valójában – a CDMS II megállapításai azt jelzik, hogy az érzékelők érzékenységét meg kell emelni.