Hạt (hoặc vật thể) nào tạo nên vật chất tối?
Đường cong quay thiên hà, thấu kính hấp dẫn, cụm Bullet và CMB đều đòi hỏi khối lượng hấp dẫn gấp khoảng 5 lần baryon nhìn thấy. Vật chất tối là hạt tương tác yếu, axion, quần thể lỗ đen nguyên thủy hay thứ khác vẫn chưa được xác định.
Vì sao khó
Hàng chục năm thí nghiệm phát hiện trực tiếp (Xenon, LUX-ZEPLIN, PandaX) chưa tìm thấy gì, đẩy tiết diện WIMP xuống dưới “nền neutrino”. Dải khối lượng cho phép trải ~90 bậc độ lớn, từ axion siêu nhẹ đến lỗ đen nguyên thủy cỡ tiểu hành tinh — không thí nghiệm đơn lẻ nào phủ hết.
Bằng chứng hiện tại
Bằng chứng hấp dẫn rất mạnh và nhất quán trên nhiều quy mô, nhưng chưa có phát hiện phi-hấp-dẫn nào. Các vấn đề ở quy mô nhỏ như bài toán core–cusp và thiếu thiên hà vệ tinh thúc đẩy các mô hình vật chất tối tự tương tác hoặc siêu nhẹ.
Hướng tiếp cận khả dĩ
Thế hệ máy dò trực tiếp tiếp theo ở nền neutrino, haloscope axion (ADMX) và helioscope, tìm kiếm gián tiếp sản phẩm hủy với CTAO và Fermi, ràng buộc vi-lensing lên lỗ đen nguyên thủy, và kiểm tra chính xác hấp dẫn ở quy mô nhỏ.
Chủ đề liên quan
Nguồn
- Dark Matter — NASA Science
- Hubble Dark Matter — Bullet Cluster — NASA Science
- Planck and the cosmic microwave background — European Space Agency
- CTAO Technology — How CTAO works — Cherenkov Telescope Array Observatory