Djupt underjordiskt, längst ner på en gruva i Black Hills i South Dakota har forskare arbetat i tre år på ett av de mest känsliga experiment som någonsin genomförts.

De har försökt ta reda på varför fyra femtedelar av saken i universum verkar sakna. Vi kan se dess inflytande, i rotation av galaxer och hur ljuskurvorna rör sig genom kosmos.

Men det faktiska ämnet, som fysiker kallar "mörk materia", visar sig vara blygsamma, och de försöker räkna ut varför.

Den ledande teorin är "svagt interaktiva massiva partiklar" eller WIMPs. Om WIMP-teorin är korrekt, är universum översvämmade med dem - miljarder passerar genom din kropp varje sekund. Men eftersom de är "svagt interagera" märker du inte.

För att försöka bekräfta förekomsten av dessa partiklar fyllde forskare ett badkar med 370 kg flytande xenon kyld under -110 ° C.

De tog badkaret ner till botten av en gruva, en mil under jordens yta, för att skydda den från kosmiska strålar och omringade den med sensorer som skulle kunna upptäcka om en WIMP kolliderade med en xenonatom i tanken.

Experimentet kallades LUX - kort för "Large Underground Xenon", och det sprang i tjugo månader.

Nollresultat

Men de hittade ingenting. Vid en konferens i Sheffield erkände LUX-laget att experimentet på $ 10 miljoner - som hade hittills högsta känslighet - inte hade visat något bevis på förekomsten av partiklar av mörk materia, trots att de överträffade sina tekniska mål.

"Vi är så stolta över att det fungerade så bra och också besviken över att vi inte såg någonting", säger University of California, Berkeleys fysiker Daniel McKinsey, en av de vetenskapliga talesmännen för projektet.

Men questen fortsätter. Experimentets webbplats renoveras nu för en ny, 50 miljoner dollar-version av samma process, vilket kommer att bli 70 gånger känsligare och börja 2020.

Tiny Black Holes

Om det inte återkommer något, kan vi behöva börja tänka på andra möjligheter. En är att den mörka materien står för av zillioner av små svarta hål.

Men det här förslaget har många egna problem, och WIMPs är fortfarande den ledande teoretiska kandidaten.

"LUX har gjort mycket mer när det gäller känslighet och tillförlitlighet än vad vi någonsin förväntade oss att göra," säger Rick Gaitskell, en av projektets talesmän. "Vi vill alltid ha mer tid med våra detektorer, men det är dags att ta lärdomarna från LUX och tillämpa dem på den framtida sökningen efter mörk materia."

  • Konstgjorda muskler kan låta oss bygga mjuka, stretchiga robotar
  • Duncan Geere är TechRadars science writer. Varje dag hittar han de mest intressanta vetenskapsnyheterna och förklarar varför du borde bry sig. Du kan läsa mer av hans berättelser här, och du kan hitta honom på Twitter under handtaget @duncangeere.