Lepší experiment, který měl odhalit temnou hmotu, tu ještě nebyl. A přesto selhal, oznámili američtí fyzici na konci srpna. Temná hmota se tak stala ještě záhadnější a nepolapitelnější.
Další masivní „hon na temnou hmotu“ skončil neúspěchem. A to přesto, že fyzici využili ty nejcitlivější přístroje, nasadili na hledání ty nejchytřejší mozky a strávili nad tím spoustu času. Výsledek je opět neuspokojivý – nepodařilo se najít ani stopu po této záhadné hmotě, která by podle teoretických předpovědí měla tvořit až 23 procent vesmíru.
- Lidé žijí v prostoru, který je tvořený hmotou – tedy atomy. Ty ale tvoří jen asi 4,6 procenta kosmu.
- Dalších 23 procent kosmu je tvořeno takzvanou temnou hmotou.
- A drtivá většina vesmíru je pro lidstvo zcela neviditelná, 72 procent ho totiž tvoří takzvaná temná energie.
Vědci hledali částice přezdívané WIMP; anglicky toto slovo znamená slaboch, ale současně jde o zkratku weakly interacting massive particle neboli slabě interagující hmotné částice. Právě ty by mohly tvořit temnou hmotu, která by díky jejich slabosti unikala pozorování.
Fyzici v experimentu LUX-ZEPLIN opět použili ultracitlivý podzemní detektor, tentokrát s pětkrát vyšší citlivostí než při jakémkoliv předchozím pokusu. Přesto nezaznamenali jedinou známku existence těchto hypotetických částic.
Vědci se snažili na dvou tiskových konferencích, kde tyto výsledky oznámili, interpretovat výsledky optimisticky. „Tento výsledek nevylučuje existenci WIMPů,“ uvedli. Přesto je podle reakcí vědecké komunity výsledek zklamáním; řada fyziků si právě od tohoto pokusu slibovala úspěch.
„Pokud by WIMPy existovaly, mají naše přístroje dostatečnou citlivost, abychom je dokázali,“ řekl pro odborný časopis Science částicový fyzik Chamkaur Ghag z University College London, který je současně mluvčím 250členného týmu, který se na „lov slabochů“ vydal. „Přesto je ještě příliš brzy na to, abychom se naděje na detekci WIMPů vzdali.“
Zařízení experimentu LUX-ZEPLIN
Neviditelná hmota, která drží vesmír při sobě
Temná hmota by měla existovat. Neříkají to jen spousty teoretických modelů, ale i reálná pozorování. Byť jen nepřímá. Tato hmota nevyzařuje žádné paprsky, vůbec žádné. Vizuálně tedy musí být zcela neviditelná, ať už si na ni vědci posvítí čímkoliv. Je ale, jak už její označení naznačuje, hmotná. Takže se dá pozorovat jejím gravitačním působením na ostatní vesmírné objekty. A takový vliv něčeho neviditelného vědci vidí v kosmu prakticky na každém kroku.
Temná hmota by měla prostupovat většinou galaxií a zajišťuje gravitaci potřebnou k tomu, aby jejich hvězdy neodlétly do vesmíru. Jenže se neví, z jakých částic se skládá. Právě hypotetické částice WIMP se považují za hlavního kandidáta už asi čtyřicet let.
Měly by mít hmotnost desetkrát až tisíckrát větší než proton a interagovaly by s běžnou hmotou prostřednictvím extrémně slabé jaderné síly. Současně modely spočítaly, že WIMPy mohly vzniknout při velkém třesku – pak by jich dnes mělo být právě tolik, aby mohly tvořit temnou hmotu vesmíru. Tato shoda je pro vědce až příliš nápadná, proto po těchto částicích pátrají. Jenže marně.
Podzemní pátrání
A to přesto, že by „slaboši“ měli být prakticky všude kolem nás – nejspíš vámi (pokud existují) procházejí i právě teď, když čtete tento článek. Ale jak je odhalit, když nejsou vidět? To je cílem výše zmíněného experimentu LUX-ZEPLIN. Stál víc než 55 milionů dolarů (tedy víc než miliardu korun) a leží v Jižní Dakotě.
Je umístěný téměř 1500 metrů pod zemí, kde je chráněný před jiným zářením, jež by mohlo průběh pátrání narušit. Vědci vycházejí z toho, že pokud tyto částice opravdu existují, pak je statisticky nutné, aby se občas srazily s jádry xenonu. Touto srážkou by měly vznikat energie, které by supercitlivé přístroje měly být schopné zachytit. Přestože se po nich pátrá od roku 2021, takové srážky se nepodařilo najít.
Co s tím?
Nabízí se otázka, jestli to celé není špatná cesta. Vědci tak začínají pátrat po alternativních vysvětleních temné hmoty. Uvažují o tom, že by se „temný svět“ mohl řídit ještě složitějšími pravidly, než se dříve předpokládalo. To znamená, že by mohlo existovat celé spektrum temných částic, jež mezi sebou mohou složitě interagovat.
Teoretický fyzik Dan Hooper z Fermiho národní urychlovačové laboratoře pro Science uvedl, že je ale zatím předčasné WIMpy úplně zahodit. Podle něj by to bylo jako přestat vyšetřovat vraždu, když má deset podezřelých z dvaceti neprůstřelné alibi. „Jinými slovy – i nulový výsledek nám poskytuje cenné informace,“ dodává Hooper.
