Космос 15 марта 2024

Ученые предлагают новый метод поиска легкой темной материи

Ученые предложили новый метод обнаружения частиц-кандидатов на темную материю с использованием лазерной интерферометрии для измерения осциллирующих электрических полей.

Читайте «Хайтек» в

GALILEO использует асимметричный интерферометр Майкельсона. Он измеряет, как меняются показателя преломления. Одно «плечо» интерферометра содержит электрооптический материал.

Когда зондирующий лазерный луч разделяется и проходит через два «плеча» интерферометра, то, которое, содержит электрооптический материал, создает переменный показатель преломления. То, как меняется показатель преломления, влияет на фазу лазерного луча. Когда лучи снова сливаются вместе, появляется осциллирующий сигнал.

Измеряя дифференциальную фазовую скорость между двумя «плечами» интерферометра, GALILEO определяет частоту колебаний, вызванных легкой темной материей. Этот колебательный сигнал служит признаком присутствия ее частиц.

Чувствительность метода можно повысить за счет включения резонаторов Фабри — Перо (которые увеличивают длину «плеча» интерферометра, обеспечивая большую точность) и проведения повторных независимых измерений.

Темная материя — одна из самых актуальных проблем современной физики, поскольку ее частицы трудно обнаружить. Есть несколько кандидатов на роль частиц темной материи, таких как вимпы, легкие частицы темной материи (аксионы) и гипотетическое гравитино. Легкая темная материя, включая бозонные частицы, такие как аксион КХД (квантовая хромодинамика), особенно интересует ученых последние годы.

Эти частицы обычно подавляют взаимодействие со Стандартной моделью, что затрудняет их обнаружение. Однако знание их характеристик, в том числе их волнового поведения и когерентной природы в галактических масштабах, помогает разрабатывать более эффективные эксперименты.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.