Ученые использовали магнитное поле Земли для поиска темной материи и зафиксировали таинственные сигналы, которые могут принадлежать гипотетическим темным фотонам, сообщает сайт infohub.kz.
Исследователи из Университета Киото, Университета Хиросимы и Университета Нихон разработали новаторский метод поиска сверхлегких частиц темной материи, превратив саму Землю в гигантский планетарный детектор. Ученые задействовали естественный резонатор, образованный пространством между поверхностью планеты и ионосферой, для усиления электромагнитных волн. Автор работы Ацуси Таруя отметил, что полость Земля-ионосфера естественным образом усиливает сигналы в нужном диапазоне масс.
Физики создали теоретическую модель с учетом электропроводности атмосферы, которая позволила делать точные рассуждения для частот до 30 Гц. Модель помогла разграничить сигналы двух кандидатов на темную материю: гипотетических аксионов и темных фотонов. Для проверки теории ученые изучили данные о геомагнитных измерениях за период с 2012 по 2022 год, полученные с обсерватории Эскдалемур Британской геологической службы.
Анализ данных позволил установить строгие ограничения на взаимодействие аксионов со светом — они оказались примерно в 100 раз точнее предыдущих наземных экспериментов. При поиске темных фотонов ученые зафиксировали несколько сигналов, источник которых пока остается неизвестным. Авторы подчеркивают, что данные кандидаты требуют дальнейшего изучения и подтверждения. Результаты серии исследований были опубликованы в журналах "Progress of Theoretical and Experimental Physics" и "Physical Review D".