Apa tempat yang lebih baik untuk mencari benda gelap daripada menuruni batang lombong? Pasukan penyelidik dari University of Florida telah menghabiskan sembilan tahun untuk memantau sebarang tanda-tanda barang yang sukar difahami menggunakan pengesan germanium dan silikon yang disejukkan hingga sebahagian daripada darjah di atas sifar mutlak. Dan hasilnya? Beberapa maybes dan tekad berpuas hati untuk terus mencari.
Casing bahan gelap dapat diperhatikan dengan mempertimbangkan sistem suria di mana, untuk berada di orbit mengelilingi Matahari, Mercury harus bergerak pada jarak 48 kilometer sesaat, sementara Neptunus yang jauh dapat bergerak dengan santai 5 kilometer sesaat. Anehnya, prinsip ini tidak berlaku di Bima Sakti atau galaksi lain yang telah kita perhatikan. Secara umum, anda boleh menemui barang-barang di bahagian luar galaksi lingkaran yang bergerak secepat benda yang berada dekat dengan pusat galaksi. Ini membingungkan, terutamanya kerana sistem tidak nampak cukup gravitasi untuk menahan barang yang mengorbit dengan cepat di bahagian luar - yang seharusnya terbang ke angkasa.
Oleh itu, kita memerlukan lebih banyak graviti untuk menjelaskan bagaimana galaksi berputar dan tetap bersama - yang bermaksud kita memerlukan lebih banyak jisim daripada yang dapat kita perhatikan - dan inilah sebabnya mengapa kita menggunakan bahan gelap. Memohon bahan gelap juga membantu menjelaskan mengapa kelompok galaksi tetap bersama dan menerangkan kesan lensa graviti skala besar, seperti yang dapat dilihat dalam Bullet Cluster (gambar di atas).
Pemodelan komputer menunjukkan bahawa galaksi mungkin mempunyai halo materi gelap, tetapi mereka juga mempunyai bahan gelap yang tersebar di seluruh strukturnya - dan secara bersama-sama, semua bahan gelap ini mewakili hingga 90% dari jumlah jisim galaksi.
Pemikiran semasa adalah bahawa komponen kecil dari bahan gelap adalah baryonic, yang bermaksud benda yang terdiri daripada proton dan neutron - dalam bentuk gas sejuk serta benda padat dan tidak bersinar seperti lubang hitam, bintang neutron, kerdil coklat dan planet yatim. (secara tradisinya dikenali sebagai Massive Astrophysical Compact Halo Objects - atau MACHOs).
Tetapi nampaknya hampir tidak ada perkara baryonik gelap untuk menjelaskan kesan keadaan materi gelap. Oleh itu, kesimpulan bahawa kebanyakan bahan gelap mestilah bukan baryonic, dalam bentuk Partikel Massa Berinteraksi Lemah (atau WIMP).
Dengan kesimpulan, WIMPS telus dan tidak dapat dipantulkan pada semua panjang gelombang dan mungkin tidak dikenakan cas. Neutrinos, yang dihasilkan dengan banyaknya dari reaksi peleburan bintang, akan sesuai dengan bil kecuali mereka tidak mempunyai jisim yang mencukupi. Calon WIMP yang paling digemari sekarang adalah neutralino, zarah hipotetikal yang diramalkan oleh teori supersimetri.
Eksperimen Pencarian Bahan Gelap Cryogenik kedua (atau CDMS II) berjalan jauh di bawah tanah di lombong besi Soudan di Minnesota, yang terletak di sana sehingga hanya boleh memintas zarah-zarah yang dapat menembusi jauh di bawah tanah. Pengesan kristal pepejal CDMS II mencari peristiwa pengionan dan fonon yang boleh digunakan untuk membezakan antara interaksi elektron - dan interaksi nuklear. Diasumsikan bahawa zarah WIMP zat gelap akan mengabaikan elektron, tetapi berpotensi berinteraksi dengan (iaitu memantul) inti.
Dua kemungkinan peristiwa telah dilaporkan oleh pasukan University of Florida, yang mengakui penemuan mereka tidak dapat dianggap signifikan secara statistik, tetapi sekurang-kurangnya dapat memberikan beberapa ruang lingkup dan arahan untuk penyelidikan lebih lanjut.
Dengan menunjukkan betapa sukarnya mengesan secara langsung (iaitu bagaimana 'gelap') WIMP sebenarnya - penemuan CDMS II menunjukkan kepekaan pengesan perlu ditumpuk.
