Új megközelítés: belső párkeltés
A Texas A&M Egyetem kutatói a sötét anyag belső párkeltésének (belső párkeltés, angolul: internal pair production) folyamatát vizsgálták. Ez annyit jelent, hogy amikor egy sötét anyag részecske ütközik az atommaggak, nem szükséges, hogy maga az anyag látható jelet hagyjon – elegendő, ha az ütközés során plusz részecskék – például egy elektron–pozitron vagy müon pár – keletkeznek, amelyek energiája már érzékelhetővé válik. Így a sötét anyag energiája több részre oszlik, miközben a mag szinte mozdulatlan marad.
Lelkesítő kísérletek, konkrét tervek
A Dutta-féle kutatócsoport stratégiája különösen akkor hatékony, ha könnyű (alacsony tömegű) sötét anyagról van szó, mert ezek energiáját nehéz átadni egyetlen nagy magnak. A folyamat kulcsa: a mag ütközése során kvantumfluktuáció, úgynevezett virtuális foton keletkezik, amely aztán lepton–antilepton párt hoz létre. Ez a váratlanul „elektromos” végkifejlet végre jól mérhető.
Hogyan tovább?
Az új módszert már sikerrel tesztelték rövid bázisvonalú neutrínó-kísérletekben (például Fermilab, illetve a hamarosan induló DUNE), ahol proton-cél kölcsönhatásokból rengeteg sötét anyag keletkezik, de eddig szinte észrevehetetlen volt. Később a kutatók galaktikus vagy asztrofizikai forrásokból származó sötét anyag megfigyelésére is alkalmaznák az eljárást (például blazárok esetében).
A jövőben így olyan detektorokban is sikerrel járhatnak, mint a DUNE, Hyper-Kamiokande, JUNO, IceCube vagy a KM3NeT, amelyek eddig főként neutrínókat figyeltek meg – most azonban akár a sötét anyag is lebukhat végre.
