宇宙論の標準モデルは、宇宙の4.9％だけが通常の物質（つまり、私たちが見ることができるもの）で構成されているのに対し、残りは26.8％の暗黒物質と68.3％の暗黒エネルギーで構成されていることを示しています。名前が示すように、私たちはそれらを見ることができないので、それらの存在は、理論モデル、宇宙の大規模構造の観察、および可視物質に対するその明らかな重力効果に基づいて推測する必要がありました。
それが最初に提案されて以来、ダークマターの粒子がどのように見えるかについての提案の不足はありませんでした。つい最近まで、多くの科学者がダークマターが弱く相互作用する大粒子（WIMP）で構成されると提案しました。これは、陽子の質量の約100倍ですが、ニュートリノのように相互作用します。ただし、コライダー実験を使用してWIMPを見つける試みはすべて空になっています。そのため、科学者たちは最近、暗黒物質が完全に別のもので構成されている可能性があるという考えを模索しています。
現在の宇宙論モデルは、暗黒物質の質量がおよそ100 Gev（ギガエレクトロボルト）であると仮定する傾向があります。これは、弱い核力を介して相互作用する他の多くの粒子の質量スケールに対応します。そのような粒子の存在は、粒子物理学の標準モデルの超対称拡張と一致します。さらに、そのような粒子は、高温で高密度の初期宇宙で生成されたと考えられており、物質の質量密度は今日まで一貫しています。
ただし、WIMPを検出するための継続的な実験的取り組みでは、これらの粒子の具体的な証拠は得られていません。これらには、近くの銀河やクラスターにおけるWIMP消滅の生成物（つまり、ガンマ線、ニュートリノ、宇宙線）の検索や、スイスのCERN Large Hadron Collider（LHC）などのスーパーコライダーを使用した直接検出実験が含まれます。
このため、多くの研究チームは、WIMPのパラダイムを超えてダークマターを見つけることを検討し始めています。そのようなチームの1つは、デンマークのCERNおよびCP3-Originsの宇宙学者のグループで構成されています。彼らは最近、ダークマターが以前の考えよりも重く、相互作用が少ないことを示す研究を発表しました。
CP-3 Originsの研究チームのメンバーの1人であるMcCullen Sandora博士がSpace Magazineに電子メールで伝えたように：
「まだWIMPシナリオを除外することはできませんが、年を追うごとに、何も見たことがないことがますます疑わしくなっています。さらに、通常の弱いスケールの物理学は、階層の問題に悩まされています。つまり、私たちが知っているすべての粒子が、特に重力の自然なスケールであるプランクスケール（約1019 GeV。したがって、ダークマターがプランクスケールに近ければ、それは階層の問題の影響を受けません。これは、WIMPに関連付けられたシグネチャを見なかった理由も説明します。」
Planckian Interacting Dark Matter（PIDM）と呼ばれる新しいモデルを使用して、チームは暗黒物質の質量の上限を調査しています。 WIMPは暗黒物質の質量を電弱スケールの上限に配置しますが、デンマークのMarthias Garny、McCullen Sandora、Martin S. Slothの研究チームは、別の自然なスケールに完全に近い質量を持つ粒子、Planckスケールを提案しました。
プランクスケールでは、質量の単一単位は2.17645×10に相当します。-8 kg –おおよそマイクログラム、または1019 陽子の質量の何倍か。この質量では、すべてのPIDMは、粒子がミニチュアブラックホールになる前と同じくらい重くなります。チームはまた、これらのPIDM粒子は重力を介してのみ通常の物質と相互作用し、それらの多くは「再加熱」時代の非常に初期の宇宙で形成されたと理論化しています。-36 t0 10-33 または10-32 ビッグバンから数秒。
これはエポックと呼ばれています。これは、インフレ中に宇宙温度が100,000倍程度低下したと考えられているためです。インフレが終了すると、温度はインフレ前の温度に戻りました（推定1027 K）。この時点で、インフレーションフィールドの大きなポテンシャルエネルギーは、ダークマターを含んでいたはずの宇宙を満たす標準モデル粒子に崩壊しました。
当然のことながら、この新しい理論には宇宙学者への影響の共有が伴います。たとえば、このモデルが機能するためには、再加熱エポックの温度が、現在想定されているよりも高くなっている必要があります。さらに、より高温の再加熱期間により、原始重力波が生成され、宇宙マイクロ波背景（CMB）に表示されます。
「このような高い気温は、インフレについて2つの興味深いことを教えてくれます」とSandora氏は言います。 「ダークマターがPIDMであることが判明した場合：1つ目は、インフレが非常に高いエネルギーで発生したことです。つまり、初期宇宙の温度だけでなく、時空自体にも変動を生じさせることができました。重力波の形で。第2に、インフレのエネルギーが非常に急速に物質に崩壊しなければならなかったことがわかります。それは、時間がかかりすぎると、宇宙がPIDMをまったく生成できなくなるまで冷却されてしまうためです。」
これらの重力波の存在は、宇宙マイクロ波背景（CMB）を含む将来の研究によって確認または除外できます。これはエキサイティングなニュースです。なぜなら、最近の重力波の発見は、宇宙の創造そのものにさかのぼる原始波を検出する新たな試みにつながると期待されているからです。
Sandoraが説明したように、これは科学者にとって双方にとってメリットのあるシナリオであり、このDark Matterの最新の候補者が近い将来に証明または反証できることを意味します。
「私たちのシナリオは具体的な予測を行います。次世代の宇宙マイクロ波背景実験で重力波が見られます。したがって、それは紛失のないシナリオです。それらが表示された場合、それは素晴らしいことです。また、表示されない場合、ダークマターはPIDMではないことがわかります。つまり、追加の相互作用が必要であることを意味します。普通の問題で。そして、これらすべては今後10年以内に発生するので、楽しみにしています。」
ヤコブスカプテインが1922年にダークマターの存在を最初に提案して以来、科学者はその存在の直接的な証拠を探し求めてきました。そして、グラビティーノやMACHOSからアキシオンに至るまで、候補となる粒子が1つずつ提案され、計量され、必要とされています。他に何もない場合は、この最新の候補粒子の存在が近い将来に証明または除外できることを知っておくのは良いことです。
そして、正しいことが証明されれば、私たちは史上最大の宇宙論の謎の1つを解決したことになります！真に宇宙を理解し、その神秘的な力がどのように相互作用するかに近づきます。すべての理論、ここに来る（または来ない）！
