Η ταυτότητα της σκοτεινής ύλης είναι μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της σύγχρονης φυσικής.
Η κατανόησή της μπορεί να φανερώσει πράγματα, όπως παράλληλα Σύμπαντα και πολλαπλές διαστάσεις.

Ονομάζεται σκοτεινή επειδή δεν αλληλεπιδρά με το φως, και γι’ αυτό δεν μπορούμε να τη δούμε. Οι επιστήμονες γνωρίζουν όμως ότι είναι εκεί. Είναι η μυστηριώδης κόλλα που κρατά ενωμένο το σύμπαν μετά το big Bang.

Οι πρώτες ενδείξεις για την ύπαρξή της ήρθαν πριν μια εβδομάδα, όταν επιστήμονες της ΝΑΣΑ ανακάλυψαν ίχνη πιθανής σκοτεινής ύλης στο Άλφα Μαγνητικό Φασματόμετρο στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Τίποτε δεν είναι όμως ακόμη βεβαιωμένο.

Με τον ίδιο στόχο δουλεύουν και στο Εθνικό Εργαστήριο της Ιταλίας στο Γκραν Σάσο. Οι εγκαταστάσεις βρίσκονται σε βάθος 1400 μέτρων, κάτω από την ομώνυμη βραχώδη ιταλική οροσειρά, ώστε να προφυλάξουν το εργαστήριο από την κοσμική ακτινοβολία, που βομβαρδίζει τη Γη και μπορεί να ακυρώσει την προσπάθεια εντοπισμού της σκοτεινής ύλης.

«Χωρίς τη Σκοτεινή ύλη, το σύμπαν δεν θα ήταν, όπως είναι σήμερα. Ο όγκος της ύλης, που είναι βαρύς και αργός, θα ήταν ανεπαρκής χωρίς τη σκοτεινή ύλη, που κρατάει ενωμένα τα συμπλέγματα των γαλαξιών, ώστε τελικά να έχουμε το σύμπαν που γνωρίζουμε σήμερα. Πρόκειται λοιπόν για ένα θεμελιώδες, φιλοσοφικό ερώτημα που τίθεται και πρέπει να απαντήσουμε. Η ανακάλυψή της θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε τις απαρχές του συστήματός μας και την εξέλιξη του σύμπαντος» αναφέρει ο φυσικός Κριστιάνο Γκαλμπιάτι.

Σύμφωνα με τους αστροφυσικούς, μπορούμε να δούμε μόνο το 4-5% του σύμπαντος. Η σκοτεινή ύλη αποτελεί τουλάχιστον το 23-27% του αινιγματικού υπόλοιπου των σωματιδίων. Το υπόλοιπο 73% περίπου είναι σκοτεινή ενέργεια.

Το όνομα του project που διεξάγεται στο Γκραν Σάσο είναι «Σκοτεινή Πλευρά 50». Οι επιστήμονες έχουν κατασκευάσει μια μεταλλική σφαίρα, με 4 μέτρα διάμετρο, η οποία διαθέτει 110 συσκευές ανίχνευσης φωτός, που ονομάζονται φωτοπολλαπλασιαστές. Μπορούν να συλλάβουν την ελάχιστη εκπομπή φωτός και να τη μετατρέψουν σε ηλεκτρικό σήμα που μπορεί να αναλυθεί από τους υπολογιστές.

«Βρισκόμαστε σε μια πολύ κρίσιμη φάση. Αυτές τις μέρες τοποθετούμε τους φωτοπολλαπλασιαστές, που είναι οπτικοί αισθητήρες που θα ανιχνεύσουν το φως που παράγεται εδώ σ’ αυτό το μηχάνημα που συλλαμβάνει τη φωτεινότητα που εκπέμπεται μετατρέποντας το φως σε ηλεκτρικά σήματα. Αυτά τα σήματα μπορούν να τα επεξεργαστούν οι ηλεκτρονικοί μας και να τα αναλύσουν στη συνέχεια οι αναλυτές δεδομένων μας» τονίζει ο Πάολο Λομπάρντι, αρχιμηχανικός του προγράμματος.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι εκατομμύρια σωματίδια σκοτεινής ύλης περνάνε μέσα από εμάς, κάθε δευτερόλεπτο, χωρίς να αφήνουν ίχνη. Γνωρίζουν επίσης ότι κάθε σωματίδιο έχει το δικό του ηλεκτρονικό αποτύπωμα, όταν αποσπάται από τη σκοτεινή ύλη. Σ’ αυτό το πείραμα λοιπόν επιδιώκουν να συλλάβουν κάποιο από αυτά.

Η σφαίρα συναρμολογείται μέσα σε έναν κύλινδρο 11 μέτρα πλατύ και 10 μέτρα ψηλό, ο οποίος περιέχει 1.000 τόνους νερού, που βοηθούν τη σφαίρα να μην προσβάλλεται από την κοσμική ακτινοβολία. Μέσα της, υπάρχει και μια μικρή κάψουλα με 50 κιλά υγρού αργού. Το αργό είναι ένα σπάνιο ευγενές αέριο που, στην υγρή του μορφή στους -180 C°, μπορεί να εκπέμψει φως και να απελευθερώσει ηλεκτρόνια, όταν έρθει σε επαφή με άλλα σωματίδια.

«Το αργό είναι το πιο σημαντικό μέρος του πειράματος, γιατί είναι το βασικό υλικό που θα αποκαλύψει αυτό που ψάχνουμε. Προσφέρει δύο διαφορετικούς
τρόπους για την ανίχνευση της ιονίζουσας ακτινοβολίας, είτε αυτή προέρχεται από τη ραδιενέργεια, τη φυσική ραδιενέργεια ή από τη σκοτεινή ύλη» παραδέχεται ο Πάολο Λομπάρντι, αρχιμηχανικός του προγράμματος.

Η σκοτεινή ύλη αποτελείται από Σωματίδια Ασθενούς Αλληλεπίδρασης με Μάζα, τα λεγόμενα WIMPS. Τα σωματίδια αυτά θεωρούνται άπιαστα, γιατί όπως λέει και το όνομά τους παρόλο που έχουν μάζα, αλληλεπιδρούν σπάνια με άλλη ύλη. Οι αλληλεπιδράσεις τους είναι εξαιρετικά ασθενείς και καλύπτονται από την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου.

Επειδή το αργό είναι εξαιρετικά ευαίσθητο στις συγκρούσεις σωματιδίων, εάν αυτά τα WIMPS συγκρουστούν με ένα ή δύο πυρήνες αργού, τότε οι επιστήμονες θα μπορέσουν να καταγράψουν το φαινόμενο, καθώς το αργό θα εκπέμψει φως και θα απελευθερώσει ηλεκτρόνια. Αυτό θα αποδείξει την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης.

Το πείραμα αυτό είναι μια συνεργασία ευρωπαϊκών, αμερικανικών και κινέζικων οργανισμών και θα διαρκέσει τρία χρόνια. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι θα καταγράψουν δύο-τρία τέτοια περιστατικά.

πηγή: http://gr.euronews.com/2013/04/09/the-dark-side-of-matter/