Хоч, що темна матерія становить 85% від загальної маси у Всесвіті, вона залишається невловною для прямого виявлення. Нове дослідження пропонує унікальний спосіб його пошуку, використовуючи земну атмосферу як гігантський детектор для частинок темної матерії, що летять у повітрі, як метеори. Вважається, що темна матерія пронизує космос, оточуючи всіх нас прямо в цю секунду. Тож чому ми не можемо його знайти? Тому що він невидимий – він не випромінює, не поглинає і не відбиває світло і дуже рідко взаємодіє зі звичайною матерією. Це може здатися занадто зручним поясненням, але вчені досить впевнені, що темна матерія існує.
Хоча це ніколи не було підтверджено експериментально, темна матерія, схоже, дає про себе знати через свій гравітаційний вплив на зірки, галактики та скупчення, рухи та еволюція яких насправді не мають сенсу без неї. Виявлення темної матерії було б одним із найважливіших наукових проривів усіх часів, тому не дивно, що вона є предметом багатьох, багатьох експериментів.
Одна з проблем полягає в тому, що темна матерія має широкий спектр потенційних властивостей, включаючи різні маси, енергії та взаємодії. Таким чином, фізики шукають темну матерію, розробляючи ряд різних експериментів, які шукають сигнали на основі певних властивостей, які вона може мати або не мати.
Нове дослідження під керівництвом дослідників з Університету штату Огайо використовує унікальний підхід. Команда припускає, що якщо частинки темної матерії мають велику масу, вони іноді можуть входити в атмосферу Землі, як метеори, і потенційно залишати видимі сліди.
Коли метеори летять по небу, вони залишають хвости випромінювання, які виробляють вільні електрони. Ці «іонізаційні відкладення» відображають електромагнітні хвилі, що випромінюють радарні прилади, дозволяючи їм виявляти метеори, що пролітають у повітрі. Команда дослідників каже, що частинки темної матерії вироблятимуть схожі, але різні сигнали.
Дослідники охарактеризували, як можуть виглядати ці метеори темної матерії, і припустили, що ретельний аналіз цих радіолокаційних сигналів може виявити, чи всі вони є метеорами, чи деякі насправді є частинками темної матерії, що ховаються на видноті. Це фактично перетворює всю атмосферу планети на один гігантський детектор темної матерії.
Одна з ключових особливостей нового запропонованого методу полягає в тому, що він буде шукати тип темної матерії, який часто не помічають. Частинки темної матерії можуть бути дуже легкими й бути всюди, або вони можуть мати величезну масу і бути відносно рідкісними. Більшість експериментів шукають перше, як правило, у великих приміщеннях глибоко під землею, де немає фонового шуму. Але якщо частинки мають більшу масу, вони можуть не досягти цих детекторів, що може пояснити відсутність позитивних результатів протягом десятиліть. Таким чином, нова техніка може розширити пошук і може використовуватися іншими експериментами для перехресної перевірки будь-яких потенційних виявлень, які вони можуть знайти.