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ユーロニュースは、ダークマターを垣間見ることがなぜそれほど難しいのかを知るために、ユークリッドプロジェクトの科学者ルネ・ローレイス氏とCERNの素粒子物理学者カテリーナ・ドリオーニ氏に話を聞いた。
素粒子物理学者のカテリーナ・ドリオーニ氏によれば、暗黒物質を探すことは「暗い部屋で黒猫を探すようなもの」だという。 「この猫は光を発したり反射したりしないので、懐中電灯を持っていても見えません」と彼女は打ち明けます。
科学者たちはほぼ 1 世紀にわたって、天体観測における多くの現象を正当化できる非発光物質であるダークマターの存在を期待してきましたが、説明することはできません。
多くの理論や天体物理学の計算には暗黒物質の存在が必要ですが、科学者たちはこれまで暗黒物質を検出できませんでした。なぜこの「黒猫」はこれほどとらえどころがないのでしょうか？
既知の既知と既知の未知から始めましょう。猫、人、惑星、星、銀河など、あなたの周りにあるすべての有形の「もの」は、宇宙の「もの」の約 5 パーセントを表すということは広く同意されています。不可解なことに、95% が暗黒であり、約 27% が暗黒物質、約 68% が暗黒エネルギーの形をしています。
地球上にこれほど多くの暗黒物質があるのに、なぜまだ検出されていないのでしょうか?
ユーロニュースは、ESA のプロジェクトサイエンティストである René Laureijs にその質問を投げかけました。ユークリッドの使命:
「私たちは多くの天体観測を通じて暗黒物質の証拠を見てきました。私たちはそれが粒子であると考えていますが、この粒子を検出したことはありません。その理由は、ダークマターは通常の物質とはまったく相互作用せず、光やその他の電磁放射を与えない物質であると考えているためです。そのため、それを検出することが非常に困難になります」と彼は言います。
ユークリッドは 2020 年に打ち上げ予定の宇宙望遠鏡で、暗黒物質と星のような通常の物質との相互作用を追跡するために、前例のない方法で銀河の動きを観測します。したがって、暗黒物質を直接「見る」ことを目的としているのではなく、暗黒物質がどのように機能するかをよりよく把握することを目的としている。このミッションでは、暗黒エネルギーとそれが宇宙の膨張の加速にどのような役割を果たしているかも調査します。
一方、ここ地球では、素粒子物理学のコミュニティが常に挑戦を続けており、暗い部屋を走り回るこの「黒猫」を一目見ようと懸命に努力しています。 CERN のような大型粒子加速器の使用大型ハドロン衝突型加速器、それらは「新しい」または未知の力を検出することを期待して陽子の衝突を生成し、その後それが暗黒物質であることが証明される可能性があります。
彼らはまた、地下の低いところに設置された検出器の1つによって暗黒物質が検出された場合、それを直接見つけようとします。LNGS、または高いところに、国際宇宙ステーションに付属。また、暗黒物質がそれ自身または別の粒子と相互作用するときに生成される粒子も探します。今のところ何も見つかっていないが、近いうちに黒猫を捕まえることができるだろうと彼らは確信している。
たとえ彼らがそれを掴んだとしても、それでも十分ではないかもしれません。 「これら（技術）のそれぞれだけでは、暗黒物質を発見するのに十分ではありません。暗黒物質が何であるかを本当に突き止め、発見を確認するには複数のものが必要です」と研究者のドリオーニ氏は説明する。アトラスとのコラボレーションCERN で博士号を取得し、スウェーデンのルンド大学で上級准講師を務めています。
科学コミュニティ内のさまざまな分野が協力して、天文学の聖杯と考えられるものを見つけようとしています。ただし、各専門家は独自のアプローチをとります。
「暗黒物質を検出する方法について議論する会議が開かれています。人々はこれらのカンファレンスを通じて経験を交換していますが、検出方法、たとえば粒子の相互作用を見る場合、それは私たち天文学者のような暗黒物質を観察しようとする人々とは異なるコミュニティです。重複する部分はありますが、暗黒物質を検出するために互いに独立して取り組んでいる大規模なコミュニティがあります」とユークリッド科学者のルネ・ローレイス氏は説明します。
私たちが暗黒物質を実際に垣間見るには、数十年かかるかもしれません。しかし、猫狩りの科学者たちは、あのモギーを手に入れることができると確信している。 「暗黒物質は非常に稀であるため発見が非常に難しく、十分なデータがないために発見できなかったのかもしれません」とドリオーニ氏は言う。
答えは、LHCをさらに20年間運転し、その間に新しい加速器の計画を準備することです。彼らはまた、自社の機器にも信頼を置いており、「テクノロジーの向上にも期待しています」と彼女はユーロニュースに語った。 「50年後には、たとえ困難に見えても、前進できるテクノロジーが手に入るでしょう。しかし、私たちはそこに到達すると思います、はい。」
