2018 הייתה שנה גדולה לעניין אפל.
כרגיל, אסטרונומים לא מצאו למעשה את אחד הדברים, שנראים לכל הטלסקופים שלנו, אך נראה שהם מהווים לפחות 80 אחוז מהיקום לפי המסה.
היו דיווחים על הוריקן של עניין אפל, אך איננו יכולים לראות אותו בפועל. התגלתה גלקסיה שנראה היה כי אין בה שום חומר אפל, ובאופן מוזר היה מוכיח כי חומר אפל קיים. אבל אז התברר שבגלקסיה אולי יש חומר אפל - מה שמותיר ספק בקיומם של חומר אפל עבור כמה פיזיקאים. ניסויים מרובים שהיו אמורים לגלות ישירות חומר אפל כאן על כדור הארץ לא העלו דבר.
אז איפה זה משאיר מדענים שצדים אחר חומר אפל כשאנחנו פונים אל 2019? די אופטימי, כל הדברים שנחשבים. המצוד אחר חומר אפל לוחץ קדימה בכל החזיתות.
מהגלאים התת קרקעיים האדירים ועד סקרי שמיים ענקיים, להלן ארבעת הצעדים העיקריים במצוד אחר חומר אפל שצפו לקראת 2019.
LIGO חוזר ברשת
מצפה הכוכבים Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), הגלאי האמריקני שצפה ישירות בגלי הכבידה הראשון בשנת 2015, יחל את מסלול התצפית השלישי שלו בתחילת 2019, תוך איסוף נתונים רבים מאי פעם לאחר סדרת שדרוגים לציוד שלו.
אז מה עושה גלאי גלי כבידה במאמר על חומר אפל? מסתבר שיש המון אפשרויות מפתה לחשוף רמזים לחומר אפל באמצעות נתונים על גל הכבידה - אף כי אף אחד מהם טרם מומש.
חוקרים בשנת 2018 הציעו שאם "פוטון כהה" עם מסה קלה מאוד אורב אי שם ביקום, האות שלו עשוי להופיע בנתוני LIGO, ויגרום לאי סדרים ספציפיים מאוד בחתימות גלי הכבידה.
החוקרים כתבו כי "אנו מראים כי לגלאי גלי כבידה בכבדות שטח ועתיד מבוססי חלל יש יכולת לגלות תגלית."
כאשר LIGO חזר לאינטרנט, הצגת ראיות לחומר אפל בנתוני גל הכבידה היא אפשרות חי ממש.
פיסיקאים ינסו להבין אם MiniBooNE ויתר על רוח הרפאים של נייטרינו
במהלך כל שנת 2018, מדענים פטפטו בהתרגשות על תוצאות מסקרנות מניסוי במעבדת המאיץ הלאומי פרמילאב, המכונה MiniBooNE, והציעו נוכחות של חלקיקים שלא צריכים להתקיים. ההסבר הטוב ביותר עד כה הוא שקיים שם נייטרינו רביעי, שטרם נתגלה, הנקרא נייטרינו סטרילי, אשר מקיים אינטראקציה עם שאר היקום, אפילו פחות משאר בני הדודים שלו.
יש חוקרים הסבורים כי הנייטרינו הסטרילי יכול להוות חלקיק מועמד לחומר אפל, וככל שנת 2018 מתקרבת, פיזיקאים מחממים את נקודת המבט שלהם על אנומליה זו. חפש מדענים שחושבים בדרכים חדשות על נתונים אלה ועל נייטרינים סטריליים בכלל בשנת 2019.
אור ראשון בטלסקופ הסקר הסינופטי הגדול (LSST)
יש צ'ילה טלסקופ שיבנה תמונות מפורטות של אזורים נרחבים בשמיים כל 15 שניות, ויסיים סריקה מלאה של השמיים כל שלושה ימים. במהלך 10 שנים, זה ישווה את התמונות האלו זו לזו שוב ושוב כדי לעקוב אחר האופן בו השמיים זזים ומשתנים, ומספק את המשאב הכי מעמיק אי פעם להבנה כיצד חומר אפל דוחף ומושך את הקוסמוס.
מדענים יודעים, באופן כללי, כי חומר אפל מעצב את צורת הגלקסיות והכוכבים שלהם נעים ומתקשרים זה עם זה. מטרתה של LSST היא למלא את התמונה הזו ולהציע רמת פירוט חסרת תקדים לגבי אופן פעולתו של הקוסמוס. זה אמור להציע לאסטרופיסיקאים שפע של נתונים על אופי החומר האפל והתפקיד שהוא ממלא ביקום.
ובשנת 2019, לראשונה, החוקרים יפתחו את העין של 2,200 קילוגרם של אותו טלסקופ וייקלטו אור. פעולות המדע מתחילות בשנת 2022.
המירוץ לבניית גלאי מהדור הבא יתחמם
פיסיקאים של חלקיקים משערים זה זמן רב כי הסימן הישיר הראשון לחומר אפל עשוי להיות נוצץ. כך זה יכול לעבוד: מכיוון שחומר אפל מתנגש עם חומרים אינרטים בחדרים כהים מאוד, החומרים האלה היו פולטים כתמים קלושים של אור. במשך עשרות שנים, מדענים בנו גלאים על פי עיקרון זה, אך עד כה, אף אחד מהם לא הניב תוצאה סופית.
בשנת 2019 מדענים בסין יתקשו בעבודה על פלטפורמת PandaX, אשר בוהה בזנון כל היום והלילה בחיפוש אחר נצנוץ. מדענים אלה משדרגים במהירות את הגלאי כך שיוכל להכיל יעד של קסנון של 4 טון (3.6 טון), ומדווחים כי הם מצפים להשלים את מרבית העבודות הללו במהלך 2019 ו- 2020. הגלאי החדש יקרא PandaX-xt.
על מנת שלא להתעלם, החוקרים בדרום דקוטה ישלימו את שלבי הבנייה החשובים ביותר ב- LUX-ZEPLIN, אשר ישקיף על 10 טונות מלאות (9 טונות) של קסנון כמעט קילומטר מתחת לעיירה ליד, דקוטה הדרומית. בדומה ל- PandaX-xt, ככל הנראה הפרויקט לא יגיע עד 2020.
איטליה תמשיך להתקדם גם בשדרוג הגלאי שלה, שנקרא כראוי XENON, לסולם 8 טון (7.2 טון). השדרוג, שנקרא XENON-nt, אמור להיות עטוף בשנת 2019.
השלב הבא
זה תמיד אפשרי שאיזשהו ניסוי באיפשהו יופיע ראיות בלתי ניתנות להפלה, ספציפיות לכך שבאמת קיים סוג מסוים של חלקיק חומר אפל אפשרי. אך בטווח הקצר, כמעט בכל תחום, פיזיקאים מתמקדים בשימוש בשיעורי העבר בכדי להודיע על ציידים של חומר אפל גדול וטוב יותר בעתיד. האם ממצא של חומר אפל בלתי ניתן להמרה יופיע בשנת 2019? זה אולי קצת אופטימי. אולם הפיזיקאים הרודפים אחר המטרה הולכים לשנה החדשה ומחמשים את עצמם לצוד בדיוק רב יותר וכוח מתמיד.
