Evrenin büyük bir kısmını oluşturmasına rağmen hâlâ gizemini koruyan karanlık maddeyi tespit etmek, modern fiziğin en büyük zorluklarından biri. Özellikle GeV altı kütlelere sahip karanlık madde parçacıkları, Samanyolu galaksisindeki düşük hızları nedeniyle geleneksel nükleer geri tepme deneylerinde tespit edilmesi oldukça güç.
Yeni bir araştırmada bilim insanları, bu soruna yaratıcı bir çözüm önerdi. Karanlık madde parçacıklarının yüksek enerjili kozmik ışınlarla elastik çarpışması veya çekirdek çökmeli süpernovalar içinde termal üretimi, bu parçacıkları yarı-rölativistik hızlara çıkarabilir. Bu hızlanma, paleo-dedektörlerin jeolojik zaman ölçeklerinde kaydedebileceği keV eşiğinin üzerinde nükleer geri tepme enerjileri üretir.
Araştırmacılar, olivin mineralini hedef material olarak kullanarak 100 gram-Gigayıl maruz kalma süresiyle hesaplamalar yaptı. Bu süreçte nötrinolar, uranyum zinciri nötronları ve toryum geri tepmelerini içeren tüm büyük arka plan kaynaklarını da dikkate aldılar.
Çalışmanın sonuçları, paleo-dedektörlerin birkaç MeV ile yüzlerce MeV arasındaki karanlık madde kütleleri için karanlık madde-nükleon çarpışma kesitine dair %95 güven düzeyinde hassasiyet projeksiyonları sunuyor. Bu yöntem, karanlık maddenin doğrudan tespitinde yeni ufuklar açabilir.