Фізики використали магнітне поле Землі та простір між поверхнею планети й іоносферою як гігантський природний детектор темної матерії. Під час пошуку темних фотонів вони зафіксували кілька вузьких сигналів, але поки не можуть пояснити їхнє походження.

Команда з Kyoto University, Hiroshima University та Nihon University шукала надлегкі частинки, які можуть бути складовою темної матерії. Йдеться про аксіони та так звані темні фотони.

Замість лабораторного обладнання вчені фактично використали всю планету. Простір між поверхнею Землі та іоносферою може працювати як природний електромагнітний резонатор і підсилювати дуже слабкі сигнали.

Нова модель враховує провідність атмосфери та показує, що така система особливо чутлива до коливань поблизу 8 Гц. Розрахунки дозволяють аналізувати сигнали приблизно до 30 Гц.

Для аксіонів учені очікували сигнал, сила якого залежала б від географічного розташування. Зокрема, він мав би бути помітнішим у Південно-Східній Азії.

У випадку темних фотонів картина повинна бути іншою. Їхній сигнал мав би мати приблизно однакову амплітуду в різних частинах планети.

Для перевірки цієї ідеї команда взяла близько десяти років геомагнітних даних. Вони були зібрані у 2012–2022 роках обсерваторією Eskdalemuir Британської геологічної служби.

Після очищення даних від відомих техногенних перешкод фізики шукали вузькі й стабільні сигнали на певних частотах. Саме так міг би проявляти себе дуже слабкий фон від темної матерії.

Підтвердженого сигналу аксіонів знайти не вдалося. Однак сама відсутність детекції дозволила встановити нові обмеження на їхню взаємодію зі світлом.

За словами дослідників, отримані межі приблизно у сто разів жорсткіші за попередній найкращий наземний результат у відповідному діапазоні мас.

Під час окремого пошуку темних фотонів ситуація виявилася цікавішою. У даних з’явилися кілька вузьких сигналів, які формально можуть вважатися кандидатами.

Втім, автори наголошують, що це ще не доказ існування темної матерії. Причиною сигналів можуть бути невраховані геофізичні процеси, техногенні джерела або інші систематичні ефекти.

Наступним кроком має стати одночасний пошук тих самих частот у різних частинах Землі. Якщо однаковий сигнал з’являтиметься в кількох віддалених точках, це допоможе відрізнити можливу темну матерію від локального шуму.

🌟 Читайте «Експерт» у своєму смартфоні — додайте нас в Google Discover