Her henger tanken med flytende xenon i LUX-eksperimentet. I teorien skal massevis av WIMPer suse igjennom rommet - og tanken - hvert sekund. Hvis en av dem treffer midt i kjernen til et xenon-atom, bør måleutstyret kunne se kollisjonen.  (Foto: C. H. Faham)
Her henger tanken med flytende xenon i LUX-eksperimentet. I teorien skal massevis av WIMPer suse igjennom rommet - og tanken - hvert sekund. Hvis en av dem treffer midt i kjernen til et xenon-atom, bør måleutstyret kunne se kollisjonen. (Foto: C. H. Faham)

Fant ikke mørk materie

20 måneders leting – og ikke så mye som skyggen av mørk materie dukket opp. Finnes ikke det mystiske stoffet likevel?

Publisert

Ingen er helt sikre. Men ifølge de fleste fysikere må jorda og hele galaksen vår være innhyllet i en sky av et slags stoff som vi verken kan se eller røre:

Mørk materie.

Dette stoffet må til for å forklare hvorfor galaksene i verdensrommet oppfører seg slik de gjør.

De siste åra har forskerne satt stadig mer inn på å finne ut hva det mystiske stoffet består av. Jakta foregår for eksempel i partikkel-krasjeren LHC i CERN.

Et annet eksperiment har gått i Large Underground Xenon-detektoren (LUX), som befinner seg i en gammel, nedlagt gruve i Sør-Dakota. Her skal det være mulig å registrere spor etter partikler av mørk materie.

Men etter 20 måneder med observasjoner er resultatet nedslående, ifølge en pressemelding:

Ingenting. Absolutt ingenting har dukket opp.

Det er et slag for hypotesen om WIMP-er.

Hotte WIMPer

Ingen vet hva mørk materie egentlig er. Derfor foregår jakta på den omtrent slik:

Forskerne lager en hypotese om hva de tror materien kan være lagd av, og så pønsker de ut en måte de ville kunne oppdage et slikt stoff, dersom det finnes.

Den hotteste hypotesen den siste tida, er at mørk materie består av partikler som har fått navnet WIMP (weakly interacting massive particles). Forskerne forestiller seg at dette er partikler som har masse og dermed påvirkes av tyngdekraften, men som ellers knapt påvirker hverandre eller vanlig stoff.

Hypotesen sier at massevis av WIMP-er suser rett igjennom oss og jorda hvert sekund, uten at hverken de eller vi blir det minste påvirket av det. Det kan jo også forklare hvordan vi tilsynelatende befinner oss inne i en diger sky av mørk materie, uten å merke det.

Men hvordan finner vi ut om hypotesen stemmer?

Hvordan i all verden skal man kunne gjøre målinger av en partikkel som bare suser ubemerket tvers igjennom måleutstyret?

Fant ingen WIMPer

Hvis hypotesen er riktig, vil en WIMP fra tid til annen treffe midt i kjernen til et av atomene som verden vår er lagd av. Og da smeller det. Et bitte lite smell som det faktisk er mulig å registrere med svært fintfølende utstyr.

Og det er nettopp dette som befinner deg nede i gruva i Sør-Dakota: En tank med noen hundre kilo flytende xenon, omgitt av utstyr som kan oppfatte om en WIMP skulle treffe kjernen i et av xenon-atomene.

Men det skjedde altså ikke. Ikke en eneste gang i løpet av de 20 månedene det siste eksperimentet varte, melder LUX Collaboration.

Kan fortsatt finnes

Heidi Sandaker er forsker ved CERN og ved Universitetet i Bergen. (Foto: Marianne Nordahl)
Heidi Sandaker er forsker ved CERN og ved Universitetet i Bergen. (Foto: Marianne Nordahl)

Det er ikke så godt å si nøyaktig hva dette betyr.

Det kan bety at mørk materie likevel er lagd av WIMP-er, men at den har egenskaper som gjør at den ligger utenfor området LUX-forskerne søkte i.

– De har lett i et stort område, men ikke overalt, skriver professor Heidi Sandaker ved Universitetet i Oslo og Universitetet i Bergen, i en epost til forskning.no.

Hun er ikke involvert i LUX-eksperimentet, men er selv med i jakta på mørk materie ved CERN.

– De har satt en ny grense for hva en WIMP kan være. Så WIMP-er kan fremdeles eksistere men de har mange færre steder å gjemme seg.

Dermed blir det kanskje mer interessant å se mot andre alternativer også, skriver Sandaker.

For hvis det skulle vise seg at mørk materie ikke er WIMP-er, hva er det da?

Små sorte hull?

Tja. Det finnes massevis av ideer. For eksempel at det mystiske stoffet består av axioner, en annen type hypotetiske partikler.

Eller at den er ørsmå svarte hull som ble skapt i det store smellet, skriver New Scientist.

Eller såkalte sterile nøytrinoer, selv om en pressemelding fra Niels Bohr Institute akkurat melder at eksperimenter i IceCube-observatoriet på Sørpolen ikke finner spor av disse partiklene heller.

En annen mulighet er at det slett ikke finnes noen mørk materie. Kanskje er det bare slik at tyngdekraften virker annerledes ute i verdensrommet enn vi tror, og dermed skaper en illusjon av at universet må inneholde masse stoff som vi ikke kan se.

Vel, vel.

Svaret kommer nok med tida. For den som lever så lenge.