Земля как детектор тёмной материи: итоги десятилетних наблюдений

Аксионы — гипотетические сверхлегкие частицы, на долю которых, как предполагают физики, приходится до 85% массы Вселенной. Теоретически, проходя сквозь магнитное поле Земли, эти частицы должны порождать электромагнитные волны крайне низкой частоты. Вместо строительства дорогостоящих установок ученые проанализировали архив данных обсерватории за период с 2012 по 2022 год, разбив его на 9909 фрагментов для поиска стабильных частотных пиков.

Первичный фильтр выявил 800 потенциальных кандидатов, однако после многоступенчатой проверки на повторяемость и исключения электронных шумов их осталось 65. Подтвердить их природу пока нельзя: для этого требуется синхронная регистрация сигнала на нескольких магнитометрах в разных точках планеты. Тем не менее, отсутствие массовых помех позволило физикам вычислить пределы взаимодействия аксионов с фотонами. Для массы около 3×10⁻¹⁴ электронвольт полученный результат оказался в 100 раз точнее показателей европейского эксперимента CAST.

Этот метод опирается на естественные резонансы Шумана, усиливающие сигнал между поверхностью Земли и ионосферой. Теперь ученым предстоит сопоставить найденные 65 сигналов с данными других обсерваторий. Успешное совпадение станет веским аргументом в пользу открытия новой физики, а сама методика уже применяется для поиска других форм материи, включая темные фотоны.