暗黒物質の探索は、科学者たちが謎のヒッグス粒子に迫りつつある現在においても、現在進行中の科学的探求の中でもおそらく最大のものである。しかし、物理学者は暗黒物質を目にすることも測定することもできず、そもそも存在するかどうかさえ確信できないため（結局のところ、現時点では理論上の話である）、その発見は容易ではない。暗黒物質を発見するため、天体物理学者と遺伝学者の注目すべき共同研究チームが集結し、近年で最も突飛な粒子検出器の一つ、DNAで作られた暗黒物質検出器の開発に取り組んでいる。
多くの物理学者は、宇宙の最も優れたモデルに基づくと、暗黒エネルギーは私たちの周囲に遍在し、銀河や銀河団に作用し、太陽の周りを回る地球（銀河中心の周りをゆっくりと白鳥座に向かって回転している）さえも包み込んでいるという点で一致しています。もしそうだとすれば、地球は前方に暗黒物質の向かい風を受け、その後ろには暗黒物質の追い風を残すことになるはずです。そのため、地球が一日を通して自転するにつれて、暗黒物質の信号は変化するはずです。
そこで、ミシガン大学の天体物理学者キャサリン・フリーズ氏と、ゲノム配列解析などの研究で知られるハーバード大学の著名な遺伝学者ジョージ・チャーチ氏を含むチームが協力し、DNAを使って暗黒物質粒子の方向変化を捉えることを目的とした新しい種類の方向検出器の開発に取り組んでいる。
この検出器は、薄い金のシートから複数の一本鎖DNAを吊り下げ、金のシートの天蓋の真下に、ぶら下がったDNA鎖の「森」を作り出すことで機能します。暗黒物質粒子が天蓋内の重い金の原子核に衝突すると、それらの原子核は弾き飛ばされ、下にあるDNAの森を突き破り、DNA鎖を切断して「森」に道を切り開きます。切断されたDNA鎖は下部の集光板に落ちます。各DNA鎖の位置と配列は事前に記録されているため、どのDNA鎖が切断されたかを迅速に分析することで、金の原子核が森をどのように移動したか、ひいては各原子核が暗黒物質粒子にどのように衝突したかを把握できます。
言い換えれば、このような検出器は暗黒物質の存在とその到来方向の両方を示すことができる。さらに、現在暗黒物質の発見を試みている多くの暗黒物質検出器とは異なり、このセンサーアレイは過冷却する必要も、巨大である必要もない。1平方メートルのアレイでもおそらく十分だろう。しかし、ぶら下がった一本鎖DNAの1平方メートルアレイと、切断されたDNA鎖を回収・分析する実用的な方法を構築するには、多くの課題が伴う。容易ではないだろうが、チャーチ氏、フリーズ氏、そしてそのチームが解決できれば、ノーベル賞に値するかもしれない。
詳細は arXiv でご覧ください。
