Використовуючи високоточні атомні годинники та лазери, міжнародна команда вчених розробила нову методику виявлення ультралегкої темної матерії, що може допомогти розкрити її взаємодію з електронами та іншими частинками.
Темна матерія залишається однією з найбільших загадок сучасної фізики, і її виявлення є складним завданням. Оскільки її частинки можуть поводитися як осцилююче поле, що змінює фундаментальні константи (наприклад, масу електрона), дослідники вирішили шукати такі коливання за допомогою мережі віддалених датчиків.
Новий підхід: раніше експерименти проводилися в одному місці, що ускладнювало виявлення ефектів темної матерії через синхронність фаз її хвиль. Щоб вирішити цю проблему, вчені розташували датчики на великих відстанях:
- Перший набір даних отримали від двох лазерів з оптичними резонаторами, розділених 2220 км оптоволоконного з’єднання. Вони дозволили зафіксувати просторові флуктуації у полі темної матерії.
- Другий аналіз базувався на атомних годинниках на борту супутників GPS, що допомогло ідентифікувати часові коливання в полі темної матерії.
Ці експерименти дозволили встановити перші обмеження на варіації маси електрона, спричинені темною матерією, у діапазоні частот нижче 1 Гц. Раніше жоден експеримент не досліджував такий низькочастотний спектр.
«Ми змогли шукати сигнали від моделей темної матерії, які взаємодіють з усіма атомами, що уникало традиційних експериментів», – зазначила співавтор дослідження Ешлі Кедделл з Університету Квінсленда.
Отримані результати дають можливість перевіряти нові теоретичні моделі та розширити пошуки темної матерії. Як підкреслює фізик Бенджамін Робертс, цей метод дозволить дослідникам глибше зрозуміти структуру Всесвіту та потенційні взаємодії темної матерії з відомими частинками.
