_ Deschiderea unui nou teren în căutarea materiei întunecate

Un nou tip de detector pentru materia întunecată are potențialul de a realiza o detectare directă a materialului enigmatic, conform unei analize efectuate de fizicienii RIKEN.

Obiecte. pe care astronomii le pot detecta se crede că reprezintă doar aproximativ 15% din masa universului; celelalte 85% sunt formate din materie întunecată. Natura materiei întunecate este unul dintre marile mistere ale fizicii moderne.

„Materia întunecată este foarte evazivă”, spune Javier De Miguel de la Centrul RIKEN pentru Fotonică Avansată (RAP). „Cel mai probabil suntem bombardați de particule de materie întunecată în fiecare secundă, fără să observăm asta.”

O căutare globală este în desfășurare pentru a încerca să detectăm direct materia întunecată. „Câțiva candidați pentru materia întunecată sunt explorați în paralel într-un efort comun enorm de către comunitatea științifică”, spune De Miguel. „Sunt optimist că detectarea materiei întunecate ar putea fi unul dintre evenimentele de referință ale acestui secol.”

În 2021, De Miguel a raportat despre un nou tip de detector de materie întunecată, pe care l-a numit Fotoni întunecați și interferometru de particule asemănătoare axionilor (DALI), pentru detectarea candidaților de materie întunecată cunoscuți sub numele de axioni.

DALI este acum în faza de proiectare și prototipare și este de așteptat să fie instalat la Observatorul Teide la Tenerife, cu o perioadă țintă de punere în funcțiune de aproximativ cinci ani.

Pentru a evalua perspectivele de detectare a axionilor DALI și a altor candidați de materie întunecată, De Miguel și Chiko Otani, tot de la RAP, și colegii lor. au efectuat o analiză a detectorului. Studiul este publicat în revista Physical Review D.

Prognoza lor prezice că peste aproximativ 15 ani de funcționare DALI va putea acoperi o parte semnificativă a spațiului parametrilor în care axionul (dacă există) ar putea fi ascuns. Analiza indică, de asemenea, că DALI ar putea fi capabil să detecteze un alt posibil candidat pentru materia întunecată cunoscut sub numele de fotonul întunecat.

DALI va putea acoperi un teritoriu neexplorat. „Experimentele anterioare au avut limitări atunci când a fost vorba de căutarea materiei întunecate la frecvențe înalte. DALI rezolvă această problemă prin adoptarea unei noi strategii”, spune De Miguel. „Dacă axionul sau fotonul întunecat există pe acest teritoriu, este posibil să fim pionieri în detectarea directă.”

Analiza a dezvăluit, de asemenea, strategii care ar putea fi folosite pentru a spori eficacitatea DALI, inclusiv instalarea lui pe o montură orientabilă. și crearea unei game de detectoare DALI mici.

Pe baza analizei, De Miguel este convins că DALI are potențialul de a aduce o contribuție vitală la căutarea globală a materiei întunecate. „Cred că experimentul DALI poate juca un rol cheie în căutarea și detectarea materiei întunecate”, spune De Miguel. „Mai ales că este un cost rezonabil scăzut și este fezabil de implementat.”

(Fluierul)