В земной ионосфере начнут поиски признаков тёмной материи

Международная команда исследователей из Университета Женевы, ЦЕРН и Университета Сапиенца в Риме предложила новаторский метод поиска тёмной материи. Учёные намерены выявить её признаки, отслеживая процесс преобразования в ионосфере Земли в радиоволны низкой частоты.

Карл Бидл, ведущий автор исследования, отмечает, что раньше многие специалисты исследовали возможность резонансного превращения сверхлёгкой тёмной материи, такой как аксионы или тёмные фотоны, в обычные фотоны в различных астрофизических зонах. Это включало нейтронные звёзды, солнечную корону и даже атмосферу Юпитера. Однако земная ионосфера, будучи подробно изученной и постоянно мониторируемой средой, не была ранее исследована в этом контексте.

В соответствии с теоретическими моделями, предполагается, что значительная или вся тёмная материя, возможно, состоит из аксионов или тёмных фотонов. Учёные предполагают, что эти частицы способны преобразовываться в обычные фотоны в ионосфере. Процесс преобразования можно будет регистрировать с помощью стандартных антенн, установленных на Земле.

Как объясняет Бидл, резонансное преобразование возникает, когда масса частиц тёмной материи соответствует специфической частоте плазмы. Та же «плазменная частота» связана с плотностью свободных электронов в плазме, которая изменяется в зависимости от высоты в ионосфере. Совпадение может иметь место, если масса тёмной материи попадает в определённый диапазон значений.

Исследователи произвели вычисления скорости преобразования сигналов, учитывая различные факторы, способные его ослабить. После этого они сравнили предположительный сигнал с фоновым шумом, чтобы оценить вероятность обнаружения аксионов или тёмных фотонов в рамках практического эксперимента.

Результаты демонстрируют, что обнаружение прогнозируемого сигнала возможно даже с небольшими дипольными антеннами. По мнению исследователей, такой эксперимент будет финансово доступным и способным исследовать значительную часть теоретических параметров тёмной материи.

В настоящий момент команда уже взаимодействует с экспериментальными физиками с целью будущего планирования исследований и анализа текущих данных на предмет наличия предсказанного сигнала.

Источник: iXBT