Опубликованный на момент написания прогноз чувствительности DALI к фотонной темной материи темного сектора с перекрывающимися границами. Источник: Physical Review D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.109.062002.
Согласно анализу физиков RIKEN, новый детектор темной материи может напрямую обнаружить загадочный материал.
Считается, что объекты, открытые астрономами, составляют лишь около 15% массы Вселенной; остальные 85% состоят из темной материи. Природа темной материи — одна из величайших загадок современной физики.
«Темная материя очень неуловима», — говорит Хавьер Де Мигель из Центра передовой фотоники RIKEN (RAP). «Скорее всего, нас каждую секунду бомбардируют частицы темной материи, даже не замечая этого».
В настоящее время ведутся глобальные поиски, чтобы попытаться напрямую обнаружить темную материю. «Благодаря огромным совместным усилиям научного сообщества параллельно изучаются несколько кандидатов на темную материю», — говорит Де Мигель. «Я оптимистично настроен на то, что открытие темной материи может стать одним из революционных событий этого столетия».
В 2021 году Де Мигель сообщил о новом типе детектора темной материи, который он назвал Интерферометр темных фотонов и аксионоподобных частиц (DALI), предназначенный для обнаружения кандидатов в темную материю, называемых аксионами.
DALI в настоящее время находится на стадии проектирования и создания прототипа, и его планируется установить в обсерватории Тейде на Тенерифе. Планируемый срок ввода в эксплуатацию составит около пяти лет.
Чтобы оценить перспективы обнаружения аксионов и других кандидатов на темную материю с помощью DALI, Де Мигель и Чико Отани, также из RAP, и их коллеги провели анализ детектора. Исследование было опубликовано в журнале Physical Review D.
Их прогноз предполагает, что в течение примерно 15 лет работы DALI сможет охватить значительную часть пространства параметров, в котором мог бы скрываться Axion (если он существует). Анализ также предполагает, что DALI также сможет обнаружить еще одного возможного кандидата на темную материю, так называемый темный фотон.
DALI откроет новые горизонты. «Предыдущие эксперименты имели свои ограничения при поиске темной материи на высоких частотах. DALI решает эту проблему, применяя новую стратегию», — говорит Де Мигель. «Если аксион или темный фотон существует в этой области, мы могли бы стать пионерами прямого открытия».
Анализ также выявил стратегии, которые могли бы повысить эффективность DALI. Сюда входит установка его на управляемую опору и создание серии небольших детекторов DALI.
Основываясь на анализе, де Мигель убежден, что DALI имеет потенциал внести решающий вклад в глобальные поиски темной материи. «Я считаю, что эксперимент DALI может сыграть ключевую роль в поиске и открытии темной материи», — говорит Де Мигель. «Тем более, что это относительно недорого и осуществимо».
