Предположение о существовании темной материи впервые было сделано более 70 лет назад, чтобы объяснить, почему сила притяжения в скоплениях галактик намного больше, чем ожидалось. Если кластеры содержат только звезды и газ, которые мы можем наблюдать, гравитация должна быть значительно слабее.

Ученые предположили, что существует вещество, которое пока не удается обнаружить. Такая «темная материя» повышает массу структур, увеличивая их гравитационное притяжение. Изучение темной материи – одно из основных направлений в современной астрономии и теоретической физике. Только около 5% Вселенной состоит из обычного вещества, такого как протоны и электроны. Остальное – темная материя и темная энергия.

Предполагают, что основой темной материи являются слабо взаимодействующие массивные частицы — WIMP. Если эта гипотеза верна, частицы темной материи могут быть обнаружены с помощью их рассеяния на ядрах атомов или электронах. Столкновение частиц вызовет выброс энергии в виде свечения, которое можно зафиксировать. В настоящий момент одной из основных экспериментальных установок является XENON100. Аппарат находится глубоко под землей, чтобы уменьшить помехи от космических лучей. Он состоит из контейнера с 165 кг жидкого ксенона высокой степени очистки, чтобы свести к минимуму помехи. Тестовый материал окружен большим количеством фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) для регистрации свечения от взаимодействия частиц.