2018 adalah tahun yang besar untuk materi gelap.
Seperti biasa, para astronom tidak benar-benar menemukan benda-benda itu, yang tidak terlihat oleh semua teleskop kita, tetapi tampaknya membentuk setidaknya 80 persen dari alam semesta berdasarkan massa.
Ada laporan tentang badai materi gelap, tetapi kita tidak bisa melihatnya. Sebuah galaksi ditemukan yang tampaknya tidak memiliki materi gelap, yang anehnya akan membuktikan materi gelap itu ada. Tapi kemudian ternyata galaksi itu mungkin memiliki materi gelap - meninggalkan keberadaan materi gelap diragukan bagi beberapa fisikawan. Berbagai percobaan yang seharusnya mendeteksi secara langsung materi gelap di Bumi ini ternyata tidak menghasilkan apa-apa.
Jadi, di mana itu membuat para ilmuwan memburu materi gelap saat kita menuju 2019? Cukup optimis, semua hal dipertimbangkan. Perburuan materi gelap mendesak maju di semua lini.
Dari detektor bawah tanah besar-besaran hingga survei langit besar, berikut adalah empat langkah utama dalam perburuan materi gelap untuk ditunggu di tahun 2019.
LIGO kembali online
Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), detektor Amerika yang secara langsung mengamati gelombang gravitasi pertama pada tahun 2015, akan mulai menjalankan pengamatan ketiga pada awal 2019, mengumpulkan lebih banyak data daripada sebelumnya setelah serangkaian upgrade ke peralatannya.
Jadi apa yang dilakukan detektor gelombang gravitasi dalam artikel tentang materi gelap? Ternyata ada banyak kemungkinan menggiurkan untuk mengungkap petunjuk materi gelap dengan menggunakan data gelombang-gravitasi - meskipun belum ada yang direalisasikan.
Para peneliti pada 2018 mengusulkan bahwa jika "foton gelap" dengan massa sangat sedikit mengintai di suatu tempat di alam semesta, sinyalnya mungkin muncul dalam data LIGO, menyebabkan penyimpangan yang sangat spesifik pada tanda tangan gelombang gravitasi.
"Kami menunjukkan bahwa baik detektor gelombang gravitasi berbasis-darat dan masa depan memiliki kemampuan untuk membuat penemuan," catat para peneliti.
Dengan LIGO kembali online, menemukan bukti materi gelap dalam data gelombang-gravitasi sangat memungkinkan.
Fisikawan akan mencoba mencari tahu apakah MiniBooNE menyerahkan hantu neutrino
Sepanjang 2018, para ilmuwan mengobrol dengan bersemangat tentang hasil yang menarik dari percobaan di Fermilab National Accelerator Laboratory, yang disebut MiniBooNE, menyarankan keberadaan partikel yang seharusnya tidak ada. Penjelasan terbaik sejauh ini adalah bahwa ada neutrino keempat, yang belum ditemukan di sana, yang disebut neutrino steril, yang berinteraksi dengan seluruh alam semesta bahkan lebih sedikit daripada sepupu neutrino lainnya.
Beberapa peneliti percaya bahwa neutrino yang steril bisa menjadi kandidat partikel untuk materi gelap, dan ketika tahun 2018 hampir berakhir, fisikawan mengencangkan pandangan mereka tentang anomali ini. Carilah para ilmuwan yang berpikir dengan cara baru tentang data itu dan neutrino steril secara umum pada tahun 2019.
Cahaya pertama di Teleskop Survei Sinoptik Besar (LSST)
Ada teleskop yang dibangun di Chili yang akan membuat gambar detail dari wilayah luas langit setiap 15 detik, menyelesaikan pemindaian penuh langit setiap tiga hari. Selama 10 tahun, itu akan membandingkan gambar-gambar itu satu sama lain lagi dan lagi untuk melacak bagaimana langit bergeser dan berubah, menyediakan sumber daya yang paling mendalam untuk memahami bagaimana materi gelap mendorong dan menarik kosmos.
Para ilmuwan tahu, secara luas, bahwa materi gelap membentuk cara galaksi dan bintang-bintang mereka bergerak dan berinteraksi satu sama lain. Tujuan LSST adalah untuk mengisi gambar itu, menawarkan tingkat detail yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang bagaimana fungsi kosmos. Itu seharusnya memberi banyak ahli astrofisika data tentang sifat materi gelap dan peran yang dimainkannya di alam semesta.
Dan pada 2019, untuk pertama kalinya, para peneliti akan membuka mata seberat 6.200 pon (2.800 kilogram) dari teleskop itu dan menerima cahaya. Operasi sains dimulai pada 2022.
Perlombaan untuk membangun detektor generasi selanjutnya akan memanas
Fisikawan partikel telah berspekulasi sejak lama bahwa tanda langsung pertama dari materi gelap mungkin berkilau. Begini cara kerjanya: Saat materi gelap bertabrakan dengan zat lembam di ruangan yang sangat gelap, zat itu akan memancarkan bintik cahaya redup. Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah membangun detektor sesuai dengan prinsip ini, tetapi sejauh ini, tidak ada yang menghasilkan hasil yang konklusif.
Pada tahun 2019, para ilmuwan di Cina akan bekerja keras di platform PandaX, yang menatap xenon sepanjang hari dan malam mencari binar. Para ilmuwan itu dengan cepat meningkatkan detektor untuk mengakomodasi target xenon 4 ton (3,6 ton), melaporkan bahwa mereka berharap untuk menyelesaikan sebagian besar pekerjaan itu selama 2019 dan 2020. Detektor baru ini akan disebut PandaX-xt.
Tidak mau kalah, para peneliti di South Dakota akan menyelesaikan tahap konstruksi terpenting pada LUX-ZEPLIN, yang akan mengamati 10 ton (9 ton) xenon penuh hampir satu mil di bawah kota Lead, South Dakota. Seperti PandaX-xt, proyek ini kemungkinan tidak akan selesai hingga 2020.
Italia juga akan bergerak maju untuk meningkatkan detektornya, dinamai XENON, ke skala 8-ton (7,2 ton). Pembaruan, yang disebut XENON-nt, harus ditutup pada tahun 2019.
Fase selanjutnya
Selalu mungkin bahwa beberapa percobaan di suatu tempat akan muncul bukti spesifik yang tak terbantahkan bahwa jenis tertentu dari partikel materi gelap benar-benar ada. Tetapi dalam jangka pendek, di hampir setiap daerah, fisikawan fokus menggunakan pelajaran masa lalu untuk menginformasikan perburuan materi gelap yang lebih besar dan lebih baik di masa depan. Akankah temuan materi gelap yang tak terbantahkan akan muncul pada 2019? Itu mungkin agak optimis. Tetapi fisikawan mengejar tujuan itu menuju tahun baru mempersenjatai diri untuk berburu dengan lebih presisi dan kekuatan daripada sebelumnya.
