Јапонски физичари развија метод со кој ја претворија Земјата во огромен детектор за темна материја и регистрираа неколку необични сигнали што допрва треба да се објаснат. Анализата на децениски геомагнетни податоци постави досега најстроги граници за хипотетичките аксиони, но истовремено покажа и бранови карактеристични за таканаречените темни фотони.
Традиционалните експерименти со години се обидуваат да ја фатат темната материја преку лабораториски магнети со ограничена големина. Тим физичари од универзитетите во Кјото, Хирошима и Нихон реши да го надмине овој просторен лимит со искористување на магнетното поле на самата Земја.
Шуплината меѓу површината на планетата и јоносферата дејствува како природен резонатор. Овој простор природно ги засилува електромагнетните бранови токму во фреквентниот опсег каде што теоретичарите очекуваат сигнали од ултралесни честички. Станува збор за аксиони и темни фотони чија претпоставена маса е за 19 до 21 ред на големина помала од масата на електронот.
„Се запрашавме дали можеме да ја искористиме самата Земја како џиновски детектор во потрагата“, изјави Ацуши Таруја, водечки автор на студијата.
Истражувачите изградија математички модел што ја зема предвид електричната спроводливост на атмосферата, овозможувајќи сигурни пресметки на фреквенции до околу 30 херци. Со тој модел потоа пребаруваа низ архивски податоци собрани од 2012 до 2022 година на опсерваторијата Ескдејлмир во Шкотска, со која управува Британскиот геолошки завод.
По филтрирањето на вештачкиот шум од електричните мрежи, тимот бараше постојан сигнал концентриран во исклучително тесен фреквентен опсег.
Моделот покажа јасна разлика меѓу двата типа кандидати за темна материја: сигналот од аксиони би варирал според географската локација и би бил најсилен во Југоисточна Азија, додека темните фотони би се појавиле со речиси иста сила насекаде низ светот.
За аксионите, студијата не утврди директно постоење, но постави стопати построги граници за нивната интеракција со светлината во споредба со досегашните копнени експерименти. Овие резултати се конкурентни дури и со набљудувањата на вселенските рендгенски телескопи како „Чандра“ и „НуСТАР“.
Пребарувањето за темни фотони извади на површина неколку кандидатски сигнали. Истражувачите потврдуваат дека овие бранови навистина се детектирани во податоците, но засега нивниот извор останува непознат и не претставува дефинитивен доказ за темна материја. Студијата отвора пат за користење на природната магнетна средина на Земјата како постојан инструмент во современата физика.
