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一種利用毫米波傳感檢測超輕暗物質(zhì)的實驗方法

導讀 可能有不止一種方法可以打倒圣經(jīng)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

可能有不止一種方法可以打倒圣經(jīng)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(zhì)的引力效應來探索暗物質(zhì)的奧秘——暗物質(zhì)約占宇宙的四分之一。

京都大學的一組研究人員現(xiàn)在已經(jīng)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(zhì),應用低溫條件下的毫米波傳感技術(shù),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(shù),獲得了暗光子暗物質(zhì)(或DPDM)未探索質(zhì)量范圍的實驗參數(shù),”主要作者ShunsukeAdachi說。

單個暗物質(zhì)粒子的難以捉摸的質(zhì)量被認為比質(zhì)子重。Adachi的團隊對超低質(zhì)量暗物質(zhì)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(shù)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(zhuǎn)換光子。該低溫接收器用于搜索質(zhì)量范圍約為0.1meV的DPDM。

Adachi認為,雖然他的團隊沒有在該數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)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|(zhì)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(zhuǎn)換而來的。由于能量守恒,這些轉(zhuǎn)換光子對應于暗光子的質(zhì)量。例如,10-300GHz的轉(zhuǎn)換光子頻率對應0.05到1meV的暗光子質(zhì)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(jié)果,以檢測未探索質(zhì)量范圍內(nèi)的DPDM,”Adachi說。

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