Shutterstock

Forstå mørkt stof på 6 minutter

Efter 100 års har forskerne stadig ikke bragt mørkt stof frem i lyset. Kom med bag om fænomenet på universets mystiske medspiller.

Universet består ikke kun af stjerner, planeter og galakser. Det rummer også en mystisk medspiller, nemlig mørkt stof.

Mystikken består i, at vi ved, mørkt stof findes – det kan vi måle – men vi ved fortsat ikke, hvad det består af, da ingen har set det.

Forskningsverdenen har ihærdigt ledt efter svaret i næsten 100 år – foreløbig uden resultat.

© M. Montes (University of New South Wales, Sydney, Australia)/ESA/NASA

Mørkt stof i tal

Udforskningen

I 2012 beviste den gigantiske partikelaccelerator Large Hadron Collider (LHC) eksistensen af elementærpartiklen higgsboson, som før opdagelsen blot var en matematisk teori.

Nu planlægger det europæiske laboratorium for kerne- og partikelfysik, CERN, at udvikle en ny – og langt større – partikelaccelerator ved navn Future Circular Collider (FCC), som skal bevise eksistensen af mørkt stof.

Den nye accelerator vil have en omkreds på 100 kilometer. Til sammenligning er LHC blot 27 kilometer. Formålet med den enorme FCC er at smadre protoner sammen med syv gange større kraft end LHC.

En 100 kilometer lang tunnel skal frembringe mørkt stof ved at få to protoner til at kollidere.

© A. Pantelia/cern

Den foreløbige teori siger nemlig, at mørkt stofs bestanddele er supertunge partikler, som kræver en enorm kraft at smadre sammen og skabe de kollisioner, der forhåbentlig vil give videnskabens verden et glimt af det mystiske mørke stof.

Foreløbig lyder planen, at Future Circular Collider står klar i 2035 – til en pris på 185 milliarder kroner.

Milepæle

I 1933 blev den første teori om mørkt stof født. Siden da har teleskoper og partikeldektorer blandt andet afsløret mange hemmeligheder om det fysiske fænomen.

Fremtiden

Forskere leder efter mørkt stof flere kilometer under jorden

En af de fremherskende teorier om mørkt stof lyder, at det er opbygget af tunge partikler ved navn weakly interacting massive particles – eller blot WIMPs.

Tidligere har forskerne forsøgt at påvise eksistensen af WIMPs , men det er aldrig lykkedes dem. Det skal tre partikeldetektorer snart forsøge at lave om på.

Detektorer skal bevise det mørke stof

Tre meget fintfølende partikeldetektorer placeret flere kilometer under jordens overflade i USA, Canada og Kina skal bevise eksistensen af mørkt stof ved at søge efter de teoretiske, utrolig små og minimalt interagerende partikler.

© PandaX/Shanghai Jiao Tong University

Kinesisk undergrundslaboratorium udnytter ædelgas i jagten på WIMPs

Sichuan, Kina, rummer verdens dybeste undergrundslaboratorium, hvor forskere tilknyttet projektet PandaX på forskellig vis forsøger at afdække mørkt stof.

I 2020 vil en ny detektor ved navn PandaX-xT søge efter WIMPs ved hjælp af ædelgassen xenon, da partiklerne forventes at interagere med ædelgassens atomkerner.

© Nick Hubbard/Sanford Underground Research Facility

Mørkt stof skal findes i guldmine

Dybt under jorden i en gammel guldmine i South Dakota skal verdens mest fintfølende partikeldetektor, LUX-ZEPLIN, finde de såkaldte WIMPs.

Detektoren bliver kølet ned til minus 100 grader og fyldt op med flydende xenon. Når gassen reagerer med WIMPs, afgiver detektoren et lille lys.

© SLAC/Fermilab

Vibrationer skal afsløre universets byggesten

Den canadiske partikeldetektor SuperCDMS skal fra 2020 måle vibrationer fra WIMPs, når partiklerne kolliderer med atomkerner i geraniumkrystaller, som er nedkølet til -273 °C.