Исследователи из Киотского университета и нескольких японских вузов нашли способ использовать магнитное поле Земли как инструмент для поиска тёмной материи. Новый подход может увеличить эффективные ограничения на взаимодействие тёмной материи со светом примерно в 100 раз по сравнению с предыдущими экспериментами.
Почему это важно для науки
Учёные уверены в существовании тёмной материи, которая, по их оценкам, составляет около 25% всей энергии Вселенной. Однако её природа всё ещё остаётся загадкой. Существуют гипотезы о частицах, таких как аксионы и тёмные фотоны, но традиционные методы их поиска оказались ограниченными. Исследования показывают, что материю сложно обнаружить, поскольку предполагаемые аксионы в 19-21 раз легче электрона.Как работают новые методы
Учёные разработали теоретическую модель, учитывающую электрическую проводимость атмосферы, для анализа геомагнитных измерений, собранных с 2012 по 2022 год обсерваторией Эскдалмьюир. Они рассчитали, что между Землёй и ионосферой существует резонанс на частоте 8 Гц, что позволяет использовать всю Землю как детектор для поиска аксионов. Анализ данных выявил новые ограничения на силу взаимодействия аксионов со светом. Эти ограничения стали в 100 раз строже, чем у эксперимента CAST и сопоставимы с результатами рентгеновских наблюдений обсерваторий Chandra и NuSTAR, но с меньшей зависимостью от теоретических предположений. Кроме того, были обнаружены несколько сигналов-кандидатов, которые могут указывать на наличие тёмной материи, однако точно определить их источник пока не удалось.Практическое значение
Эти исследования могут поднять на новый уровень понимание тёмной материи и сформировать основу для будущих экспериментов. Для России и стран СНГ это открывает новые горизонты в астрономии и физике, где акцелерация науковедения может привести к значительным прорывам в других отраслях. Если результаты подтвердятся, это поможет в дальнейшем исследовании фундаментальных вопросов физики и структуры Вселенной.Следующий шаг — дальнейший анализ обнаруженных сигналов и разработка новых экспериментальных конфигураций, которые смогут дать больше информации о тёмной материи.