Donkere materie, die niet fysiek kunnen worden waargenomen met gewone instrumenten, wordt verondersteld goed te zijn voor meer dan de helft van de materie in het heelal, maar de eigenschappen ervan zijn nog steeds mysterieus. Een algemeen aanvaarde theorie stelt dat het bestaat als 'klompjes' van extreem lichte deeltjes. Als de aarde door zo'n klomp gaat, de fundamentele eigenschappen van materie worden gewijzigd op manieren die kunnen worden gedetecteerd als instrumenten gevoelig genoeg zijn. Natuurkundigen Rees McNally en Tanya Zelevinsky van Columbia University, New York, VS, hebben nu een paper gepubliceerd in EPJ D twee nieuwe methoden voorstelt om naar dergelijke verstoringen te zoeken en, dus, donkere materie. Dit artikel maakt deel uit van een speciale uitgave van het tijdschrift over kwantumtechnologieën voor zwaartekrachtfysica.

Tot nu, zoekopdrachten naar klonten donkere materie zijn gebaseerd op het feit dat kleine veranderingen in de waarden van fundamentele constanten de 'tick rate' van atoomklokken zullen veranderen, waarvan sommige nauwkeurig genoeg kunnen zijn om dit verschil op te merken. Het werk van McNally en Zelevinsky voegt methoden toe waarbij een kleine extra 'duw' of versnelling wordt gemeten op normale materie veroorzaakt door de klomp, gebruik makend van, ten eerste, zwaartekrachtsensoren en, ten tweede, zwaartekrachtgolfdetectoren. Zwaartekrachtsensoren zijn al over de hele wereld verspreid in het IGETS-netwerk, die wordt gebruikt voor geologisch onderzoek; en wetenschappers van de LIGO-observatoria in de Verenigde Staten zijn al op zoek naar zwaartekrachtsgolven. Dus, McNally en Zelevinsky kunnen de gegevens van deze lopende experimenten ontginnen voor bewijs van donkere materie.

McNally legt uit dat dit werk werd geïnspireerd door twee dingen:de voordelen van het herbestemmen van bestaande experimenten, en sciencefiction. "Ik geniet van romans als Een vuur in de diepte [door Vernor Vinge] en Het drielichamenprobleem [door Liu Cixin] die onderzoeken wat er kan gebeuren als fundamentele constanten veranderen, en het is leuk om zulke dingen in de echte wereld te ontdekken." Wat betreft praktische toepassingen van dit werk, echter, hij adviseerde de dingen stap voor stap te doen. "Eerst moeten we uitvinden wat donkere materie is, dan kunnen we misschien uitvinden hoe we het kunnen gebruiken."