一種利用毫米波傳感檢測超輕暗物質的實驗方法

可能有不止一種方法可以打倒圣經中的歌利亞，但大衛(wèi)選擇用帶有彈弓的小石頭進行攻擊。

本著同樣的精神，科學家們不是通過直接觀察而是通過記錄它對可見物質的引力效應來探索暗物質的奧秘——暗物質約占宇宙的四分之一。

京都大學的一組研究人員現在已經建立了一種實驗方法，用于檢查0.1毫電子伏特左右的超輕暗物質，應用低溫條件下的毫米波傳感技術，其特點是熱噪聲低。該論文發(fā)表在《物理評論快報》雜志上。

“我們通過使用以前未在該領域測試過的新技術，獲得了暗光子暗物質(或DPDM)未探索質量范圍的實驗參數，”主要作者ShunsukeAdachi說。

單個暗物質粒子的難以捉摸的質量被認為比質子重。Adachi的團隊對超低質量暗物質的搜索解決了三十多年來一直困擾著科學家的極具挑戰(zhàn)性的檢測問題。

“我們對毫米波技術的研究可能會進一步推動5G和6G等先進電信的發(fā)展，”Adachi補充道。

專用毫米波接收器冷卻至-270℃以抑制熱噪聲以適應微弱的轉換光子。該低溫接收器用于搜索質量范圍約為0.1meV的DPDM。

Adachi認為，雖然他的團隊沒有在該數據集中發(fā)現任何重要信號，但通過在前所未有的嚴格限制下(比宇宙學限制更嚴格)進行實驗，他們?yōu)檠芯堪滴镔|開辟了可能性。

理論上，普通光子是使用金屬板表面從暗光子轉換而來的。由于能量守恒，這些轉換光子對應于暗光子的質量。例如，10-300GHz的轉換光子頻率對應0.05到1meV的暗光子質量。

“我們很高興我們的小團隊能夠從我們的高靈敏度實驗中獲得重要結果，以檢測未探索質量范圍內的DPDM，”Adachi說。

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