Científicos de la Universidad de Kioto e instituciones colaboradoras han utilizado el campo magnético terrestre y la atmósfera como un detector a gran escala en la búsqueda de materia oscura, específicamente axiones ultraligeros y fotones oscuros. La investigación, realizada utilizando una década de datos magnéticos, reveló varias señales intrigantes que requieren una mayor investigación.
Atsushi Taruya, autor correspondiente del estudio, explicó el enfoque del equipo: “Nos preguntamos si podíamos usar la Tierra misma como un detector gigante en la búsqueda”. Los investigadores aprovecharon la cavidad Tierra-ionosfera, que resuena naturalmente con ondas electromagnéticas, para amplificar las señales potencialmente asociadas con estas partículas ultraligeras. Este método supera las limitaciones de los experimentos tradicionales que se basan en campos magnéticos más pequeños y basados en laboratorio.
El equipo desarrolló un nuevo marco teórico para ampliar la búsqueda a frecuencias más altas, superando las limitaciones anteriores que restringían el análisis a frecuencias inferiores a 1 Hz. Sus cálculos demostraron que la cavidad Tierra-ionosfera puede amplificar las señales cerca de los 8 Hz, lo que permite predicciones fiables de hasta 30 Hz. Este modelo también predice que las señales de axión variarían geográficamente, siendo más fuertes en el sudeste asiático, mientras que las señales de fotones oscuros deberían ser consistentes a nivel mundial.
Utilizando una década de datos magnéticos, los investigadores identificaron varias señales de fotones oscuros que siguen sin explicación. El estudio también mejoró drásticamente los límites de los axiones ultraligeros. Se estima que la materia oscura constituye aproximadamente una cuarta parte del contenido energético total del universo, pero su composición sigue siendo desconocida. Los axiones ultraligeros y los fotones oscuros son dos candidatos hipotéticos principales, siendo aproximadamente 19 a 21 órdenes de magnitud más ligeros que un electrón.
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