Еще в 1930-х годах астрономы заметили, что галактики движутся намного быстрее, чем должны были, исходя из наблюдаемой массы. Расчеты показали, что в действительности они содержат намного больше массы, чем можно увидеть с помощью телескопов — этот гипотетический невидимый материал получил название «темная материя».
С тех пор астрономы пытаются определить, из каких частиц состоит темная материя. Считалось, что она может состоять из темных фотонов, аксионов, слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP), макрочастиц с массами в масштабе карликовой планеты и даже типа скалярных частиц старше, чем Большой взрыв. Однако попытки доказать существование хотя бы одной из этих частиц не увенчались успехом.
Аксионы — это гипотетическая элементарная частица, которая не является дискретной, а действует как волны, текущие по всему пространству и редко взаимодействующие с нормальной материей. В частности, аксионы, как предполагается, имеют слабые, но гипотетически обнаруживаемые взаимодействия с электричеством и магнетизмом.
Исследователи создали детектор, который, вероятно, сможет «услышать» эти взаимодействия. Устройство состоит из камеры, заполненной холодной плазмой, и большого количества детекторов в виде проводов, толщина которых меньше человеческого волоса.
Идея состоит в том, что любые аксионы, проходящие через плазму, будут создавать небольшое электрическое поле. Это, в свою очередь, приведет к колебаниям в плазме, которые затем могут быть зафиксированы с помощью детектора.
Ранее исследователи из Университета Макса Планка предложили новую гипотетическую частицу, из которой может состоять темная материя — сверхтяжелое гравитино, и предположили, что ее можно обнаружить на нашей планете: в кристаллах глубоко под землей.