SLAC'ın planladığı proje olan Açık Karanlık Madde Deneyi (LDMX) fon alırsa veya aldığında (Enerji Bakanlığı'nın önümüzdeki yıl içinde bir karar alması bekleniyor) açık karanlık maddeyi tarayacak. Deney, elektronları Uç İstasyon A'daki tungstenden yapılmış bir hedefe doğru hızlandırmak için tasarlandı. Hızlanan bir elektron ile tungsten çekirdeği arasındaki çarpışmaların büyük çoğunluğunda ilginç hiçbir şey olmayacak. Ancak nadiren (eğer açık renkli karanlık madde varsa, her 10.000 trilyon vuruşta bir) elektron bunun yerine bilinmeyen karanlık kuvvet aracılığıyla çekirdekle etkileşime girerek açık karanlık madde üretecek ve elektronun enerjisini önemli ölçüde tüketecektir.
Bu 10.000 trilyon aslında hafif karanlık madde için en kötü senaryodur. Bu, termal kalıntı ölçümlerine uyacak şekilde karanlık madde üretebileceğiniz en düşük orandır. Ancak Schuster, açık renkli karanlık maddenin her 100 milyar çarpışmadan birinde ortaya çıkabileceğini söylüyor. Eğer öyleyse, o zaman deneyin planlanan çarpışma oranıyla “bu, üretebileceğiniz aşırı miktarda karanlık madde demektir.”
Nelson, termal kalıntı hafif karanlık maddeyi kesin olarak tespit etmek veya dışlamak için LDMX'in üç ila beş yıl boyunca çalışması gerektiğini söyledi.
Ultra Hafif Karanlık Madde
Diğer karanlık madde avcılarının deneyleri farklı bir adaya göre ayarlandı. Ultra hafif karanlık madde eksene benzer ancak artık güçlü CP problemini çözmek zorunda değil. Bu nedenle sıradan eksenlerden çok daha hafif olabilir; elektronun kütlesinin trilyonda birinin 10 milyarda biri kadar hafif olabilir. Bu küçücük kütle, küçük bir galaksi kadar uzunlukta, geniş dalga boyuna sahip bir dalgaya karşılık geliyor. Aslında kütle daha küçük olamaz çünkü öyle olsaydı, gökbilimcilerin gözlemlediği gibi, daha uzun dalga boyları karanlık maddenin galaksilerin etrafında yoğunlaşamayacağı anlamına gelirdi.
Ultra hafif karanlık madde o kadar inanılmaz derecede küçüktür ki, etkileşimlerine aracılık etmek için gereken karanlık güç parçacığının çok büyük olduğu düşünülmektedir. Schuster, “Bu arabuluculara verilen bir isim yok, çünkü bu herhangi bir olası deneyin dışında. Orada olması gerekiyor [in the theory] tutarlılık için ama onlar hakkında endişelenmiyoruz.
Ultra hafif karanlık madde parçacıklarının köken hikayesi belirli bir teorik modele bağlıdır, ancak Toro bunların Büyük Patlama'dan sonra ortaya çıktığını söylüyor, bu nedenle termal kalıntı argümanı konu dışıdır. Bunları düşünmek için farklı bir motivasyon var. Parçacıklar doğal olarak fiziğin temel teorisine aday olan sicim teorisinden geliyor. Bu zayıf parçacıklar şu yollardan ortaya çıkar: altı küçük boyut Sicim teorisine göre 4 boyutlu evrenimizin her noktasında kıvrılmış veya “sıkıştırılmış” olabilir. “Hafif eksen benzeri parçacıkların varlığı güçlü motivasyona sahip Illinois Üniversitesi'nden fizikçi Jessie Shelton, “birçok çeşit sicim sıkıştırmasıyla” dedi ve “bu ciddiye almamız gereken bir şey.”
Bir hızlandırıcı kullanarak karanlık madde yaratmaya çalışmak yerine, eksenleri ve ultra hafif karanlık maddeyi arayan deneyler, etrafımızı sardığı varsayılan karanlık maddeyi dinliyor. Yerçekimi etkilerine dayanarak, karanlık madde en yoğun olarak Samanyolu'nun merkezine yakın bir yerde dağılmış gibi görünüyor, ancak bir tanesi tahmin etmek burada, Dünya'da bile, karanlık maddenin santimetreküp başına proton kütlesinin neredeyse yarısı kadar bir yoğunluğa sahip olmasını bekleyebileceğimizi öne sürüyor. Deneyler, güçlü manyetik alanlar kullanarak her zaman var olan bu karanlık maddeyi tespit etmeye çalışıyor. Teorik olarak, eterik karanlık madde ara sıra güçlü manyetik alandan bir fotonu soğuracak ve onu bir deneyin tespit edebileceği bir mikrodalga fotona dönüştürecektir.
Kaynak bağlantısı