עבור משהו שלפי ההשערה מהווה יותר מ-80 אחוז מהמסה של היקום כולו, זה לא דבר קל לזהות את קיומו שלחומר אפל.
זו המסקנה שהעולם מגיע אליה היום, לאחר שמדענים הכריזו על ניסוי ענק של 10 מיליון דולר למציאת עקבות חמקמקחלקיקים נכשלו לאחר חיפוש ממצה של 20 חודשים.
"בדקנו אזורים שלא נחקרו בעבר של מרחב פרמטר במטרה למצוא את הגילוי הסופי הראשון של החומר האפל."אמר הפיזיקאי צ'אם גאגמאוניברסיטת קולג' בלונדון בבריטניה, אחד המדענים שלקחו חלק בקסנון תת קרקעי גדול (LUX)פרויקט המבוסס בדרום דקוטה.
"למרות שאות חיובי היה מתקבל בברכה, הטבע לא היה כל כך אדיב! עם זאת, תוצאה אפסית היא משמעותית שכן היא משנה את הנוף של השדה על ידי הגבלת מודלים למה שחומר אפל יכול להיות מעבר לכל מה שהיה קיים קודם לכן."
אמנם אנחנו לא יכולים לראות, להרגיש או לזהותחומר אפלביקום הנצפה, מדענים בכל זאת מעריכים שהוא מהווה את רוב המסה של היקום.
מַדוּעַ? בגלל השפעות כבידה שאנחנופַּחִיתתופסים את זה שלא ניתן להסביר אחרת - כמו האופן שבו האור מתכופף כשהוא עובר בקוסמוס, ובגלל האופן שבו גלקסיות מסתובבות.
אבל בניגוד לחומר הנצפה שמרכיב את כל מה שאנו רושמים פיזית, חושבים שחלקיקי חומר אפל הםלעבור דרכנו, כמעט כמו רוחות רפאים, בקושי מקיימים איתנו אינטראקציה, לפחות לא בשום רמה שאנו יכולים לזהות מדעית.
"מעל 80 אחוז מהחומר שלנו נמצא בצורת החומר האפל הזה",מדען LUX ריצ'רד גייצקלמאוניברסיטת בראון אמר לתקשורת באירוע עיתונאי שהכריז על סיום השלב הזה של חיפוש החומר האפל.
"אתה ואני הם המשט והג'טסאם; החומר האפל הוא הים"הוא הוסיף. "בגלל זה לא מוותרים. אנחנו חייבים להבין מה זה מרכיב החומר האפל הזה".
לכן זה כל כך מאכזב שניסוי LUX לא הצליח למצוא את מה שהוא חיפש אחרי מאמץ כה מסיבי ומרוכז.
ממוקם במכרה זהב לשעבר קילומטר מתחת לעיר עופרת בדרום דקוטה, החוקרים שאפו לזהותחלקיקים מסיביים בעלי אינטראקציה חלשה (WIMPs), שנחשבים כיום להמועמד הכי בר-קיימא לחומר אפל.
חשבו שהמיקום המוגן של המתקן מתחת לכל כך הרבה סלע יעזור להגן על הניסויים ממקורות קרינה כמו קרניים קוסמיות שאולי השפיעו על אותות מחומר אפל. מדעני LUX השתמשו במיכל עצום של קסנון נוזלי ובחיישנים מיוחדים שנועדו לזהות הבזקי אור זעירים שנוצרו על ידי WIMPs המתנגשים עם אטומי קסנון במיכל.
אבל אף על פי שלא זוהו חלקיקים כאלה, המדענים משמיעים טון אופטימי, כי למרות שהם לא הצליחו למצוא עדות לחומר אפל עד כה, הם למדו כמות עצומה בחיפוש עד כה - וברמה טכנולוגית גרידא. , הם אפילו עלו על הציפיות הגבוהות ממילא שלהם.
"עם התוצאה הסופית הזו מהריצה 2014–2016, המדענים של LUX Collaboration דחפו את הרגישות של המכשיר לרמת ביצועים סופית טובה פי ארבעה מהצפוי במקור", אמר Gaitskell בהַצהָרָה. "זה היה נפלא אם הרגישות המשופרת הייתה מספקת גם אות ברור של חומר אפל. עם זאת, מה שצפינו עולה בקנה אחד עם הרקע בלבד."
"עבדנו קשה ונשארנו ערניים במשך יותר משנה וחצי כדי לשמור על הגלאי לפעול בתנאים אופטימליים ולמקסם זמן נתונים שימושי."הוסיף סיימון פיורוצ'י, פיזיקאי במעבדת ברקלי בקליפורניה. "התוצאה היא נתונים חד משמעיים שאנחנו יכולים להיות גאים בהם ותוצאה בזמן בתחום התחרותי הזה - גם אם זה לא הזיהוי החיובי שכולנו קיווינו לו".
אבל היכן ש-LUX נכשל, אחרים ימשיכו. יורשו של הניסוי - LUX-ZEPLIN (LZ) - ישתלט באותו שטח של מתקן המחקר התת-קרקעי של סנפורד, הפעם עם כמות גדולה בהרבה של קסנון נוזלי (9 טונות מטריות, 10 טון), ותקציב גדול יותר של 50 דולר מיליון, שצפוי לייצר גלאי רגיש פי 70 מ-LUX.
הניסוי החדש מתוכנן להתחיל ב-2020, וכעת נראה שזה הסיכוי הטוב ביותר שלנו להשיג סוף סוף את הכפפות המדעיות שלנו על חלקיקי הרפאים הללו - לצד מאמצים מתמשכים במקומות אחרים, כולל במאיץ ההדרונים הגדול.
אבל החוקרים יודעים שהם צריכים להסתפק במשחק הארוך עם המשחק הזה, מכיוון שהחיפוש עד כה הראה למצוא חומר אפל הכל מלבד קל.
"זה סוג המדע שלוקח חיים שלמים", אמר גייצקל לג'ניפר אואלט בשעהגיזמודו. "תשאל אותי בעוד 15 שנה איפה אנחנו עומדים".
