الأرض ككاشف: اليابان وسيرن والتجارب الجديدة في مطاردة الكون غير المرئي

بشكل منفصل، اقترح فريق بقيادة أتسوشي نيشيزاوا من جامعة هيروشيما البحث عن مادة الأكسيون المظلمة من خلال مراقبة التقلبات فائقة الانخفاض في التردد للمجال المغناطيسي الأرضي، مع التعامل مع البيئة المغناطيسية الطبيعية للأرض كوسط كشف . عندما تمر أكسيونات بكتل تتراوح بين 1e-15 إلكترون فولت و1e-13 إلكترون فولت عبر الأرض، تتنبأ النظرية بأنها ستتفاعل مع المجال المغناطيسي الأرضي العالمي، مما يولد موجات كهرومغناطيسية قابلة للكشف .

اليابان تقود أيضًا مجال الكشف المعتمد على المعادن. عُقد الاجتماع الثالث "الكشف المعدني عن النيوترينوات والمادة المظلمة" (MDνDM'25) في يوكوهاما في مايو 2025، باستضافة من JAMSTEC، وركز على استخدام الرواسب المعدنية ككاشفات طبيعية للجسيمات ذات التعريض الطويل .

وضع نظرية MOND: البديل الرئيسي للمادة المظلمة يواجه اختبارات جديدة

تقترح ديناميكا نيوتن المعدلة (MOND) أن الجاذبية تتصرف بشكل مختلف عند التسارعات المنخفضة ، مما يلغي الحاجة إلى مادة مظلمة غير مرئية. تنجح هذه النظرية في التنبؤ بمنحنيات دوران المجرات، لكن الأدلة الحديثة شكلت تحديًا كبيرًا لها:

• وجدت دراسة في مايو 2026 لديناميكيات درب التبانة أن البيانات تفضل بقوة المادة المظلمة على نماذج الجاذبية المعدلة (MOND وSTVG)، مما يجعل MOND غير مفضلة بمستوى دلالة إحصائية يتجاوز 13 سيغما وSTVG بأكثر من 4 سيغما . هذا يكسر حالات التراجع السابقة بين البنية الباريونية وقوانين الجاذبية .
• وجد تحليل جديد في يونيو 2026 لعنقود الرصاصة أن الملاحظات لا تزال متسقة مع بديل بدون مادة مظلمة، لكن إذا كانت المادة المظلمة موجودة، فمن المحتمل أن تكون بكميات أقل مما كان يعتقد سابقًا .
• خلصت مراجعة في مايو 2025 إلى أن MOND تشرح بنجاح منحنيات دوران المجرات ولكنها تفشل على مقاييس عناقيد المجرات . المشكلة الأكثر خطورة هي أن عناقيد المجرات تظهر تباينًا متبقيًا في الكتلة حتى عند تحليلها باستخدام MOND .
• وجدت دراسة منفصلة عام 2025 باستخدام المجرات القزمة أن تنبؤات MOND فشلت في إعادة إنتاج السلوك المرصود، بينما تشرح نماذج المادة المظلمة البيانات بشكل طبيعي .

يظل الإجماع العلمي السائد هو أن المادة المظلمة أفضل من الجاذبية المعدلة كتفسير لمجموعة كاملة من البيانات الكونية والفيزيائية الفلكية .

مشاريع كواشف جديدة: DELight في هايدلبرغ

في أبريل 2026، وافقت مؤسسة البحث الألمانية (DFG) على تمويل بقيمة 5.3 مليون يورو لتجربة DELight — بحث مباشر عن المادة المظلمة الخفيفة باستخدام الهيليوم-4 فائق الميوعة كمادة مستهدفة . يقود الائتلاف جامعة هايدلبرغ، بشراكة مع معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT) وجامعة فرايبورغ .

تركز تجربة DELight على الجسيمات ذات الكتلة المنخفضة جدًا كمرشحة للمادة المظلمة، كما أوضحت البروفيسورة كاثرين فاليريوس . يستخدم الكاشف هيليومًا فائق البرودة مزودًا بمقاييس حرارية دقيقة مغناطيسية كبيرة المساحة (LAMCALs)، محسّنة لاكتشاف جسيمات المادة المظلمة منخفضة الكتلة جدًا والتي من شأنها أن تنتج ترسبات طاقة صغيرة جدًا . يقدم الهيليوم العديد من المزايا: كتلته النووية المنخفضة ونقاوته الإشعاعية الذاتية تجعله مثاليًا للتجارب منخفضة العتبة، كما أنه يتيح تصميمات كواشف قابلة للتوسع .

مجموعة أبحاث OMNIA في معهد ماكس بلانك للفيزياء النووية (MPIK) في هايدلبرغ نشطة أيضًا في عمليات البحث عن المادة المظلمة من خلال عدسة الجاذبية الدقيقة وتجارب الفيزياء الفلكية .

تجربة FASER في سيرن: توسيع حدود عمليات البحث عن الفوتون المظلم

تواصل تجربة FASER (تجربة البحث الأمامي) في مصادم الهادرونات الكبير إنتاج النتائج. في أبريل 2026، أبلغت عن عمليات بحث جديدة عن الفوتونات المظلمة باستخدام 177 فيمتوبارن من بيانات تصادم البروتون-بروتون من التشغيل الثالث لمصادم الهادرونات الكبير . الفوتونات المظلمة هي جسيمات وسيطة افتراضية لـ"قطاع مظلم" مخفي يمكن أن يفسر المادة المظلمة .

يستخدم بحث FASER الجديد البيانات التي تم جمعها بين عامي 2022 و2024، المقابلة لسطوع متكامل قدره 177 فيمتوبارن عند طاقة مركز الكتلة البالغة 13.6 تيرا إلكترون فولت . يستبعد الحد المرصود الفوتونات المظلمة بكتل تتراوح بين حوالي 10 و150 ميغا إلكترون فولت واقترانات تبلغ حوالي 10⁻⁵–10⁻⁴، مما يستبعد جزءًا من الفضاء المعلمي القابل للحياة كونيًا . سلطت نشرة سيرن EP-News في يونيو 2026 الضوء على أن FASER فتحت نوافذ جديدة لكل من القطاعات المظلمة وفيزياء النيوترينوات بمقاييس تيرا إلكترون فولت .

الصورة الأكبر

يتحرك المجال على عدة جبهات — كواشف طبيعية على نطاق الأرض (اليابان)، وتجارب مبردة جديدة مخصصة (DELight في هايدلبرغ)، وعمليات بحث في القطاع المظلم قائمة على المصادمات (FASER في سيرن)، وتوتر مستمر بين نموذج المادة المظلمة وبدائل الجاذبية المعدلة. لم يتم اكتشاف المادة المظلمة بشكل مباشر بعد، لكن حساسية التجارب تتحسن بسرعة . كواشف الجيل القادم مثل DarkSide-20k وDARWIN/XLZD وPandaX-xT هي في مراحل التصميم أو البحث والتطوير أو البناء .