TechtudSzerző: origo 10 órával ezelőtt 1 percnyi olvasás
Különös jelekre bukkantak a sötét anyag után kutató tudósok.
A sötét anyag a csillagászok becslései szerint a világegyetem teljes energiatartalmának nagyjából a negyedét teszi ki, de pontos mibenléte a modern fizika egyik legnagyobb megoldatlan rejtélye. A Kiotói, a Hirosimai és a Nihon Egyetem kutatói most két feltételezett összetevőjét, az ultrakönnyű axionokat és a sötét fotonokat próbálták megtalálni. A vizsgált tömegtartományban ezek a részecskék rendkívül könnyűek lennének: tömegük mintegy 19–21 nagyságrenddel maradna el az elektronétól.
A laboratóriumokban gyakran rendkívül erős mágneses térrel próbálják az axionokat fotonokká, azaz fényrészecskékké alakítani. Ennek a hagyományos módszernek azonban komoly korlátja van: még a legkorszerűbb mágnesekkel is csak nagyon kis térrészben lehet megfelelő mágneses mezőt létrehozni. A japán kutatók ezért újítottak, és megvizsgálták, hogy a Föld saját mágneses környezete használható-e a kísérlet részeként.
Kiderült, hogy a földfelszín és az ionoszféra közötti térség egyfajta természetes erősítőként, rezonátorként működik, amely felhangosítja a vizsgált tömegtartománynak megfelelő elektromágneses hullámokat.
A kutatócsoport kidolgozott egy új elméleti modellt, amely már a légkör elektromos vezetőképességével is számol. Eredményeik szerint ez a természetes „üreg” leginkább a 8 hertz körüli jeleket erősíti fel. Míg a korábbi modellek csak az 1 hertz alatti frekvenciákon voltak megbízhatóak, ezzel az új megközelítéssel egészen 30 hertzig kiterjeszthették a vizsgálható tartományt. Az új modell rámutatott egy fontos különbségre is a két sötétanyag-jelölt között:
míg az axionok által keltett jelek erőssége a földrajzi helytől függően változna (a legerősebbek Délkelet-Ázsiában lennének), addig a sötét fotonok jelei a világ minden táján közel azonos erősséggel lennének foghatók.
A szakemberek a Brit Geológiai Szolgálat eskdalemuiri obszervatóriumának adatait vették alapul, összesen tíz évnyi (2012 és 2022 közötti) geomágneses mérést elemezve. Első lépésként kiszűrték a műszerek és az emberi tevékenység okozta mesterséges zajt. Ezt követően olyan tartós jeleket kerestek egy nagyon szűk frekvenciatartományban, amilyeneket a sötét anyag keltene hosszú időn keresztül. Az eredményeket statisztikai elemzésnek vetették alá, ráadásul – mivel a sötét fotonok mágneses mező jelenléte nélkül is kelthetnek elektromágneses hullámokat – az adatokat ezen eltérő jellegzetességek alapján is átfésülték.
Napi