Vědci spustili lovce temné hmoty. Má přijít na to, co tvoří vesmír

V bývalém zlatém dole v USA zhruba 1,6 kilometru pod zemí v titanové nádrži plné zkapalněného vzácného plynu zahájili vědci pátrání po něčem, co doposud nebylo možné nalézt: temné hmotě, informuje AP.

Vědci jsou si poměrně jistí, že tato neviditelná látka tvoří většinu hmoty vesmíru, a tvrdí, že bychom tu bez ní nemohli být; neví ale, co je zač. Závod k rozřešení této záhady přivedl jeden tým do hlubin pod městečko Lead v Jižní Dakotě.

Otázka pro vědce je jednoduchá, říká fyzik z Národní laboratoře Lawrence Berkeleyho Kevin Lesko. „Co tvoří prostor, v němž žiji? Momentálně 95 procent z toho je záhadou.“

Vědci vědí, kde temná hmota ve vesmíru je, neví ale, z čeho se skládá:

Temná hmota na obloze
Zdroj: DES

Myšlenka v pozadí výzkumu je, že ty stovky metrů hlíny a kamene, ohromná nádrž a v té ještě jedna vyrobená z nejčistšího titanu na světě odstíní téměř všechno kosmické záření a částice, které kolem nás, a skrz nás, poletují každý den.

Vědci ale věří, že částice temné hmoty všechny tyhle překážky překoná a vletí do kádě s kapalným xenonem ve vnitřní nádrži, narazí do xenonového jádra jako dvě koule při kulečníku, a při tom odhalí svoji existenci světelným zábleskem zachyceným zařízením, které se nazývá „komora pro promítání času“.

  • Lidé žijí v prostoru, který je tvořený hmotou – tedy atomy. Ty ale tvoří jen asi 4,6 procenta kosmu.
  • Dalších 23 procent kosmu je tvořeno takzvanou temnou hmotou.
  • A drtivá většina vesmíru je pro lidstvo zcela neviditelná, 72 procent z něj totiž tvoří takzvaná temná energie.

Nejdřív filtrovat, pak hledat

Vědci ve čtvrtek oznámili, že pětiletý výzkum za 60 milionů dolarů (v přepočtu asi 1,45 miliardy korun) začal před dvěma měsíci po odkladu, který způsobila pandemie covidu-19. Doposud zařízení nenalezlo nic; alespoň ne žádnou temnou hmotu.

To je podle vědců v pořádku. Vypadá to, že vybavení úspěšně filtruje většinu záření, které vědci chtějí blokovat. „Při pátrání po této velmi vzácné interakci je nutným prvním krokem zbavit se všech běžných zdrojů záření, které by narušily experiment,“ uvedl fyzik z Marylandské univerzity Carter Hall.

Experiment LUX-ZEPLIN
Zdroj: LUX-ZEPLIN

Pokud jsou všechny výpočty a teorie správné, předpokládají vědci, že spatří jen několik letmých stop temné hmoty ročně. Tým 250 výzkumníků ale odhaduje, že v příštích několika letech nasbírají dvacetkrát tolik dat. Ve chvíli, kdy tento experiment skončí, bude šance na nalezení temné hmoty pomocí tohoto přístroje „nejspíš méně než 50 procent, ale více než deset procent,“ podotkl fyzik a mluvčí experimentu nazvaného LUX-ZEPLIN Hugh Lippincott.

A i když to má daleko k jistotě, „potřebujete trochu nadšení“, řekl Lesko. „Člověk se nepouští do vzácného fyzikálního výzkumu bez naděje, že něco najde,“ dodal.

Lovec temné hmoty

Vědce do prostoru Sanfordského podzemního výzkumného zařízení dopravují zdvihací plošiny z třicátých let minulého století. Desetiminutový sestup končí v tunelu se studenými stěnami pokrytými pletivem. Stará zatuchlá důlní chodba ale vede do moderní laboratoře, kde jsou špína a kontaminace nepřítelem. Při vstupu je třeba vyměnit si helmu za jinou, čistší, a přes ochrannou obuv s kovovou špičkou si natáhnout dvě ochranné vrstvy.

Experiment LUX-ZEPLIN
Zdroj: LUX-ZEPLIN

Srdcem experimentu je ohromný kryostat. Podle vrchního technika Jeffa Cherwinky je navržený jako „termoska“ vyrobená z čistého titanu navržená tak, aby udržela kapalný xenon uvnitř chladný a maximálně odstínila vnější záření. Xenon umožňuje výzkumníkům snadněji pozorovat, když se něco srazí s jeho jádrem.

Tentýž tým vědců na tomto místě prováděl podobný, menší experiment již před lety. Po neúspěchu usoudil, že musí rozšířit jeho kapacitu. Podobný velký experiment právě provádí konkurenční tým v Itálii; zatím ale neoznámil žádné výsledky.

Většinu vesmíru nevidíme

Vědci se snaží pochopit, proč vesmír není takový, jakým se zdá být. Částí tohoto tajemství je temná hmota, která tvoří zdaleka nejvíce hmoty ve vesmíru. Astronomové ví o její existenci díky zkoumání hvězd a jiné běžné hmoty v galaxiích, u nichž usuzují, že nemají dostatek gravitace na to, aby držely pohromadě.

Kdyby neexistovalo nic jiného, galaxie by se „rychle rozletěly“, říká jeden z výzkumníků Aaron Manalaysay, který dodal, že „je v podstatě nemožné chápat vývoj vesmíru bez temné hmoty“.

Takže ačkoliv o existenci temné hmoty je jen málo pochybností, její podstata je velmi neznámá. Experiment LUX-ZEPLIN by ji mohl odhalit v případě, že její existence souvisí s takzvanými slabě interagujícími hmotnými částicemi (anglická zkratka WIMPs), které v současnosti představují nejpravděpodobnější řešení problému temné hmoty.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Vědci poprvé léčili člověka virem, který navrhla AI. Výsledky jsou zatím neznámé

Kontroverzní výzkum virů, které nyní navrhují a upravují umělé inteligence (AI), poprvé dospěl do fáze, kdy byla tato technologie použita u lidského pacienta. Společnost Radical Numerics, která za experimentem stojí, ale řadu klíčových informací nezveřejnila.
před 4 hhodinami

Lidmi způsobená změna klimatu zastavila nástup nové doby ledové, naznačuje výzkum

Až doposud se předpokládalo, že nástup doby ledové nehrozil další tisíce let. Nová studie teď popsala, že se ve dvacátém století objevily náznaky toho, že ledovce začaly růst, což představuje začátek takzvaného glaciálního období doby ledové. Následně ale bylo vše jinak.
před 5 hhodinami

Začíná Týden Akademie věd, zdarma nabízí stovky akcí po celém Česku

Tradiční akce Týden Akademie věd České republiky letos nabízí stovky přednášek, výstav i prohlídek míst, kam se veřejnost běžně nedostane. Žádná z akcí není zpoplatněná, lidé tak mohou zjistit, jak vypadá špičková tuzemská věda, zcela zdarma.
před 7 hhodinami

Skoro tři miliony „úhořů“ na jednom místě. Vědci popsali obří mumraj u Tasmánie

Mořští biologové zdokumentovali hejno téměř tří milionů ryb, které se pravidelně objevuje u jedné podmořské hory poblíž pobřeží Tasmánie jižně od Austrálie. Vědci dokázali spočítat, kolik tvorů hejno tvoří, díky kombinaci hned několika metod.
před 8 hhodinami

Studie odhalila skrytou souvislost mezi zpěvem ptáků, řečí a hudbou

Ptačí cvrlikání má s lidskou řečí a hudbou společného více, než by se mohlo na první pohled zdát. Studie zveřejněná v časopise Science odhalila společné akustické vzorce u stovek druhů ptáků a v lidské řeči a písních z 52 jazyků.
včera v 09:00‌‌

Vědci popsali nový druh dinosaura velikosti krocana, živil se ovocem

Vědci popsali nový druh dinosaura, který po území dnešních Spojených států kráčel před zhruba 66 miliony let. Byl velký přibližně jako krocan, neměl zuby a místo nich měl zobák uzpůsobený k rozmělňování měkké potravy. Vědci mu dali jméno Infernogallus jamesi, tedy „pekelné kuře“. Byl to však býložravec a živil se nejspíše ovocem, což podle vědců ukazuje, že jídelníček dinosaurů byl mnohem pestřejší, než se dosud předpokládalo. O studii publikované v časopise Nature Communications informovala agentura Reuters.
31. 10. 2026‌‌

Skarabové udrží trasu rovnou jako pravítko. Vědci to chtějí využít v biorobotice

Schopnost některých druhů hmyzu pohybovat se rovně ve složitém terénu fascinuje vědce už desítky let. Teď se skupina evropských expertů pokusila přenést toto poznání do praxe.
30. 10. 2026‌‌

Úspěšné vědecké granty mají skončit. Ať pokračují, vyzývá učená společnost

Rada Učené společnosti České republiky vyzvala vládu a sněmovnu, aby umožnily pokračování programu ERC CZ zaměřeného na podporu špičkového tuzemského výzkumu.
30. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.