Wissenschaftler der Universität Kyoto und verbündeter Institutionen haben das Erdmagnetfeld und die Atmosphäre als einen groß angelegten Detektor bei der Suche nach Dunkler Materie eingesetzt, insbesondere nach ultraleichten Axionen und Dunklen Photonen. Die Forschung, die mit einem Jahrzehnt magnetischer Daten durchgeführt wurde, enthüllte mehrere interessante Signale, die weiterer Untersuchung bedürfen.
Atsushi Taruya, der korrespondierende Autor der Studie, erklärte den Ansatz des Teams: „Wir haben uns gefragt, ob wir die Erde selbst als einen riesigen Detektor für die Suche nutzen könnten.“ Die Forscher nutzten die Erd-Ionosphären-Höhle, die auf natürliche Weise mit elektromagnetischen Wellen resoniert, um Signale zu verstärken, die potenziell mit diesen ultraleichten Teilchen verbunden sind. Diese Methode überwindet die Einschränkungen traditioneller Experimente, die auf kleinere, laborbasierte Magnetfelder angewiesen sind.
Das Team entwickelte einen neuen theoretischen Rahmen, um die Suche auf höhere Frequenzen auszudehnen und frühere Einschränkungen zu überwinden, die die Analyse auf Frequenzen unter 1 Hz beschränkten. Ihre Berechnungen zeigten, dass die Erd-Ionosphären-Höhle Signale in der Nähe von 8 Hz verstärken kann, was zuverlässige Vorhersagen bis zu 30 Hz ermöglicht. Dieses Modell sagt auch voraus, dass Axion-Signale geografisch variieren würden, wobei sie in Südostasien am stärksten sind, während Dunkle-Photonen-Signale weltweit konsistent sein sollten.
Unter Verwendung eines Jahrzehnts magnetischer Daten identifizierten die Forscher mehrere Signale von Dunklen Photonen, die weiterhin unerklärt bleiben. Die Studie verbesserte auch die Grenzen für ultraleichte Axionen erheblich. Es wird geschätzt, dass Dunkle Materie etwa ein Viertel des gesamten Energieinhalts des Universums ausmacht, aber ihre Zusammensetzung bleibt unbekannt. Ultraleichte Axionen und Dunkle Photonen sind zwei führende hypothetische Kandidaten, die etwa 19 bis 21 Größenordnungen leichter als ein Elektron sind.
Originale Berichterstattung lesen
💬 Kommentare
📜 Kommentar-Richtlinie