Итоги труда ученые опубликовали в журнале Physical Review Letters. Искать попытались гипотетически подходящие под описание формы, не участвующие в электромагнитном взаимодействии — аксионы и темные фотоны. Именно их научные сотрудники назвали наиболее подходящими кандидатами в производные «невидимой» составляющей Вселенной, которая проявляет себя только через гравитацию.
Изучение с прототипами проводилось и ранее, однако теперь за дело взялся детектор другого принципа. И целью его запуска было даже не определение самих частиц, а принципиальная доказуемость работы и возможности использования. В конструкции прототипа теперь появился и еще один важный плюс: возможность создания резонаторов с большей длиной волны изменившихся темных. Этим MADMAX выгодно отличается от предшественников, которые функционировали в более низкой частоте.
Работа прибора основана на том, что темные фотоны как массивные родственники частиц света в редких случаях могут превращаться в обычные и выпадать из ореола материи. Частота таких преображений может зависеть от массы элемента. Во время опыта ученые искали избыточные фотоны с частотой около 20 ГГц, а установка только усиливала возможность их преобразования с помощью резонатора с набором параллельных диэлектрических дисков.
Далее система микроволнового приемника анализировала мощность стопки и вычисляла частицы.
«Сигнал темного фотона будет выглядеть как постоянное колебание с четко определенной частотой на фоне случайного шума от теплового излучения абсолютно черного тела. В пространстве Фурье это узкий пик над шумным базовым уровнем, который мы в конечном счете искали», — отметил автор статьи Джейкоб Матиас Эгге.
В итоге опыт искомых результатов не показал. Исключением стали несколько искусственных колебаний, которые, вероятно, прислал близлежащий аэропорт. При этом потенциал у исследования по-прежнему велик. Ведь обнаруженные сигналы почти на три порядка выше по чувствительности, чем в предыдущих экспериментах. А это значит, что неизученное пространство будет открываться все больше и больше с каждой новой попыткой.
Ранее физики рассказали о новом типе сверхточных квантовых сенсоров, которые способны обнаружить темные частицы и раскрыть главную теорию о строении подобной материи.
