الكشف المباشر عن المادة المظلمة هو علم يهدف إلى قياس تصادمات المادة المظلمة مباشرة في التجارب الأرضية.
تشير القياسات الفلكية الحديثة، مثل تلك المستمدة من الخلفية الكونية للموجات الميكروية، بقوة إلى أن 85% من محتوى المادة في الكون غير معروف.
على الرغم من أن وجود المادة المظلمة يُعتبر حقيقة شبه مؤكدة، فإن الشكل الذي تأخذه أو خصائصها الدقيقة لم يتم تحديده بعد. هناك ثلاث طرق رئيسية للبحث عن المادة المظلمة: محاولات صنع المادة المظلمة في المسرعات، الكشف غير المباشر عن إبادة المادة المظلمة، والكشف المباشر عنها في المختبرات الأرضية. المبدأ الأساسي للكشف المباشر عن المادة المظلمة هو أنه نظرًا لأن المادة المظلمة معروفة بوجودها في الكون المحلي، فلا بد أن تعترض المادة المظلمة طريق الأرض والنظام الشمسي ومجرة درب التبانة أثناء حركتهم عبر الكون، بغض النظر عن شكل المادة المظلمة.
يواجه الكشف المباشر عن المادة المظلمة العديد من التحديات العملية.
الحدود النظرية لكتلة المادة المظلمة هائلة، إذ تمتد على مدى 90 رتبة من حيث الحجم، من 10−21 إلكترون فولت إلى ما يقرب من كتلة الشمس.
يُحدد الحد الأدنى لكتلة المادة المظلمة من خلال المعرفة بوجود المادة المظلمة في المجرات القزمة. بناءً على ذلك، تم وضع حد أدنى لكتلة المادة المظلمة، حيث أن أي مادة مظلمة أقل كتلة سيكون لها طول موجة دي برولي كبير جدًا بحيث لا يتناسب مع المجرات القزمة المرصودة.
على الطرف الآخر من الطيف، يتم تقييد الحد الأعلى لكتلة المادة المظلمة تجريبياً. باستخدام تقنية العدسة الثقالية الدقيقة بواسطة تلسكوب كيبلر، تم إجراء محاولات للكشف عن MACHOs (أجسام الهالة المدمجة الضخمة). أشارت النتائج السلبية لهذه التجارب إلى استبعاد أي مرشح للمادة المظلمة تزيد كتلته عن كتلة الشمس تقريبًا.
ونتيجة لهذا النطاق الواسع للغاية للمعلمات، ظهرت مجموعة متنوعة من الأنواع المقترحة للمادة المظلمة، إلى جانب مجموعة كبيرة من التجارب والطرق المقترحة لاكتشافها. ينقسم طيف الكتل المقترحة للمادة المظلمة إلى ثلاث فئات رئيسية غير محددة بدقة، على النحو التالي:
المادة المظلمة البوزونية أو المجالية تتنبأ النظريات بأن المادة المظلمة ذات الكتلة في النطاق من زيبتو-إلكترون فولت (zeV) إلى 1 إلكترون فولت هي مادة بوزونية أو مجالية. المرشح الأساسي في هذا النطاق هو الأكسيونات أو الجسيمات الشبيهة بالأكسيونات.
المادة المظلمة الفرميونية أو الشبيهة بالجسيمات في النطاق من حوالي 1 إلكترون فولت إلى كتلة بلانك، من المتوقع أن تكون المادة المظلمة فرميونية أو شبيهة بالجسيمات. تشمل المرشحين البارزين في هذا النطاق WIMPS (الجسيمات الثقيلة ضعيفة التفاعل)، الآثار الحرارية، و النيوترينوات المعقمة.
المادة المظلمة المركبة في نطاق الكتلة بين كتلة بلانك والكتل القريبة من كتلة الشمس، يُعتقد أن المادة المظلمة جسيم مركب. المرشح الرئيسي في هذا المجال هو الثقوب السوداء البدائية.