いつか、弱相互作用大粒子（略してWIMP）と呼ばれる小さな暗黒物質がキセノン原子と衝突し、光と電荷のバーストを生み出すことが期待されている。何年にもわたって実施されたこれらの実験では、最近、粒子が検出器に衝突するまで普通の物質の中をエーテル状に滑空する様子がまれに見られるようになりました。残念ながら、新しい信号は暗黒物質によって生成されたものではありません。代わりに、検出器は、太陽や他の星が大量に生成する羽毛のような亜原子粒子であるニュートリノと似ていますが、はるかに日常的なものを検出します。
物理学者らが暗黒物質があると思っていた場所で発見できなかったことを受けて、量子センサー、液体ヘリウムベースの検出器、木星の大気の探索など、新たな探索方法の提案が相次いでいる。
物理学者たちは、このニュートリノ背景が存在することを何十年も前から知っていました。彼らはただ最初にWIMP暗黒物質を発見することを望んでいました。今ではその可能性は低いように思えます。現在の WIMP 検出器の一部は、非常に大きく感度が高いため、いわゆる「ニュートリノ霧」に陥り、通常の粒子が主なターゲットからの信号をかき消してしまう可能性があります。これらの検出器にはニュートリノを遮蔽するものはなく、ニュートリノは地球自体を容易に滑り抜けます。つまり、WIMP暗黒物質を探索するためにこの長年にわたるアプローチを使用する次の実験が最後になる可能性がある。
しかし、ニュートリノ星雲に衝突したからといって、暗黒物質の探索が終わるわけではありません。研究者が必要なのは、調査の焦点を変えることだけです。カリフォルニア工科大学の素粒子理論物理学者キャスリン・ゾーク氏は、「我々はWIMP暗黒物質をまだ見ていない」と語る。また、フランスとスイスの国境にまたがる強力な陽子破砕施設である大型ハドロン衝突型加速器（LHC）でも、科学者らは新たな粒子を発見していないと彼女は述べた。 「そうやって人は自然に自分の範囲を広げていくのです」とゾーク氏は言う。彼らがそうしている間、さらに多くの候補者が袖で待っています
言い換えれば、狩猟は狭い監視から一種の自由な監視へと変わります。これは大きな転換点です。今日、素粒子物理学者は暗黒物質の正体について、最初に暗黒物質を探し始めた頃ほど確信を持てなくなっています。彼らは、基本的なことを明らかにできないことを率直に認めます。たとえば、暗黒物質を構成する物質は地球より重いのか、電波より軽いのか、あるいは暗黒物質は 1 種類の粒子なのか、それとも数十種類の粒子なのかなどです。
不確実性はイライラしたり、屈辱的でさえあるかもしれません。カリフォルニア大学サンタバーバラ校の暗黒物質実験者ヒュー・リッピンコット氏は、「候補が存在する可能性のある範囲は非常に広大で、小規模な実験でそれを発見できる可能性は非常に小さい」と語る。
しかし、物理学者たちが暗黒物質があると思っていた場所で発見できなかったことは、量子センサー、液体ヘリウムベースの検出器、木星の大気の探索など、新たな探索方法の提案も次々と生み出している。 「今、非常に興奮しています。そしてついに、そこに技術が登場しました」と、非常に軽い暗黒物質の候補であるアクシオンを探す実験を共同主導するワシントン大学の物理学者、グレイ・レブケは言う。
それでも、調べるべき場所がこれほどたくさんあるのに、物理学者が最初からやり直す意味があるのはどこでしょうか?
天文学的な無知
まず第一に、宇宙の誕生です。ダークマターは最初から私たちとともにあり、その初期の時代から学ぶべきことがたくさんあります。宇宙マイクロ波背景放射 (宇宙初期の最初の光) のマップは、基礎となる物質の塊によって引き起こされる変動に満ちています。これらの宇宙の請求書を読むことで、研究者は、宇宙の物質の 17% だけが陽子や中性子のような普通の粒子でできていると言うことができます。残りの 83% は暗黒物質であり、重力を介する以外、光や通常の物質との相互作用はほとんどありません。
