ماده تاریک یکی از مهم ترین مباحث حل نشده فیزیک می باشد. هنوز هم نمی دانیم ماهیت ذرات تشکیل دهنده آن چیست و دقیقا برهم کنش های آن از چه نوع می باشد. در فصل اول برخی ویژگی های آن و برخی از کاندیدا های در نظر گرفته شده برای آن را معرفی می کنیم. تلاش برای آشکار سازی و هم چنین تعیین ماهیت ذرات تشکیل دهنده آن هم چنان ادامه دارد و به موفقیت ها و پیشرفت های فراوانی نیز دست یافته اند. آزمایش هایی بدین منظور تعبیه شده و در حال اجرا می باشند که در فصل دوم برخی از آن ها ذکر شده اند. هم چنین در این فصل، با استفاده از عملگرهای کاربردی مرتبط، ماده تاریک را به عنوان یک فرمیون معرفی می کنیم. در فصل سوم برای فهم بیشتر، ابتدا از مدل سازی پراکندگی ماده تاریک- هسته اتمی با ذره واسطه هیگز، به مدل سازی همین پراکندگی با ذره واسطه فوتون می رسیم. هدف محاسبه سطح مقطع پراکندکی می باشد. مهم ترین عامل در محاسبه سطح مقطع پراکندگی، محاسبه دامنه پراکندگی می باشد که در این فصل برای هر دو مدل بالا محاسبه شده است.
