Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя

Глава 11-14-12
Эксперимент DALI: в поисках аксиона, предполагаемой частицы темной материи

Май 2021

Канарский астрофизический институт (Instituto de Astrofísicade Canarias, IAC) войдет в состав международной коллаборации, разрабатывающей эксперимент DALI (Dark-photons & Axion-Like particles Interferometer), телескоп для поисков темной материи, научная цель которого будет состоять в поисках аксионов и парафотонов в диапазоне от 6 до 60 гигагерц. Концептуальный прототип находится в настоящее время на этапе разработки и производства в институте IAC. Исследование опубликовано в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Предсказанный теорией в 1970-е гг., аксион представляет собой гипотетическую частицу небольшой массы, которая слабо взаимодействует с обычными частицами, такими как нуклоны и электроны, а также фотоны. Для обнаружения аксионов используются все эти возможные взаимодействия, попытки регистрации которых проводятся при помощи различных научных инструментов. Один из перспективных методов состоит в изучении взаимодействия между аксионами и обычными фотонами.

В первых детекторах аксионов, построенных в 80-е и 90-е гг. прошлого столетия, была использована полость для резонанса, усиливающая внутри сверхпроводящего магнита слабый микроволновой сигнал, который ожидалось наблюдать со стороны аксиона, до достижения мощности, соответствующей нижнему пределу обнаружения современных научных инструментов. К сожалению, размер этой полости обратно пропорционален частоте, на которой производится сканирование, и для аксиона размер этой полости оказывался слишком мал при работе на частотах свыше 6 гигагерц.

Поэтому в этом новом эксперименте были собраны воедино наиболее перспективные методы сканирования на высоких частотах и воплощены в практичной конструкции, к которой также были добавлены возможности детектора космических частиц для целей поисков гипотетической аксионной темной материи. Поэтому инструмент DALI включает мощный сверхпроводящий магнит, аксионный детектор с резонатором новой конструкции, способным усилить слабый сигнал аксиона, а также альтазимутальную установку, которая позволит сканировать при помощи этого телескопа объекты и участки неба в поисках темной материи, пояснили авторы работы.

astronews.ru, 2 мая2021

https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210502101911

Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Хавьер Де Мигель (JavierDeMiguel), исследователь из IAC