Предполагается, что тёмная материя составляет 85% вещества во Вселенной, но доказательства её реального присутствия в космосе всё ещё ищутся. Физики из Стокгольмского университета и Института физики Общества Макса Планка обратились к аксиону, который рассматривается как один из кандидатов на роль частиц, составляющих тёмную материю.
В отличие от разрозненных частиц, аксионная тёмная материя будет образовывать волну, распространяющуюся по всему пространству. Согласно новому исследованию, поиск аксиона немного похож на настройку радио: нужно настраивать антенну, пока не обнаружится нужная частота. Вместо музыки учёные хотят "услышать" тёмную материю, через которую проходит Земля.
Основная идея нового исследования заключается в том, что в магнитном поле аксионы будут генерировать небольшое электрическое поле, которое можно использовать для возбуждения колебаний в плазме. В плазме заряженные частицы (электроны) могут течь как жидкость. Эти колебания усиливают сигнал "аксионного радио". Чтобы настроить это радио, авторы работы предлагают использовать некий "проволочный метаматериал" — систему тончайших проводов, которые можно перемещать для изменения характерной частоты плазмы.
В отличие от традиционных экспериментов, основанных на резонансных полостях, практически нет предела количеству плазмы, что обеспечивает самый сильный сигнал. Это совершенно новый способ поиска, который поможет нам найти одного из самых вероятных кандидатов в тёмную материю.
Фото: Alexander Millar/Stockholm University