Нов метод за наблюдение на тъмните фотони

Тъмната материя по своята същност не може да бъде открита с помощта на конвенционални оптични телескопи или други средства за получаване на изображения. В продължение на десетилетия астрофизиците се опитват да намерят алтернативни методи. Един нов интересен метод бе предложен от китайски изследователи, които проучиха възможността за директно откриване на тъмните фотони, които могат да укажат за наличието на тъмна материя. Новият метод предвижда използването на радиотелескоп.

Настоящото изследване на учени от университета Синхуа и Пекинския университет е резултат от предишна научна работа, в която те изучават превръщането на тъмните фотони в обикновени фотони в слънчевата корона. Процесът включва възбуждане на свободни електрони от полетата на тъмните фотони, което води до излъчване на обикновени фотони, пише Phys.org. Въз основа на това учените решиха да използват свободните електрони в телескоп с антена, за да индуцират електромагнитни сигнали, а след това радиотелескопът Тианян (FAST) да търси тези сигнали.

Те бързо осъзнават, че поради нерелативисткия характер на тъмната материя рефлекторът на един такъв телескоп трябва да бъде сферичен, а приемникът да бъде поставен в центъра на сферата. Но сега съществуващите радиотелескопи, като например Тианян, имат параболична форма на антената и приемникът е поставен във фокуса на параболата. Това означава, че електромагнитните сигнали, предизвикани от тъмните фотони, няма как да бъдат концентрирани в центъра на този приемник.

Изправени пред този проблем, изследователите изоставят идеята си за известно време. Но след известен период от време те се досещат, че приемникът на телескопа Тианян може да бъде направен подвижен, за да улавя радиовълните от различни направления. Това накарало учените да считат, че електромагнитните вълни на тъмните фотони не са фокусирани върху приемника, а тяхното електромагнитно поле може да образува разпределени зони върху чинията и това разпределение може да бъде теоретично много точно изчислено.

Според теоретичните прогнози на учените един подвижен приемник за радиотелескопи е в състояние да улавя тези електромагнитни сигнали. След това те могат да бъдат сравнени с прогнозираните от теорията разпределени зони, което ще помогне да се увеличи чувствителността на телескопите към потенциалните сигнали, предизвикани от тъмните фотони.

Изчисленията показват, че телескопът Тианян е в състояние да открие тъмна материя, ако тя е съставена от тъмни фотони и е в подходящия диапазон от маси. Изследването на учените показва, че тъмните фотони потенциално могат да бъдат открити чрез пряко наблюдение, а също така разширява хоризонта за откриване на тъмни фотони, особено свръхлеките фотони, които се считат за подходящи кандидати за тъмна материя.

Тъмната материя може да се състои от свръхлеки тъмни фотони, които нагряват нашата Вселена. Това е концепцията, представена от международен екип от физици. Те считат, че тъмните фотони са носители на нова сила, подобно на фотоните, които са носители на електромагнетизма. Но за разлика от тях тъмните фотони имат маса. Според учените тази хипотеза напълно съответства на наблюденията на телескопа Хъбъл на така наречените „космическите нишки“, които запълват пространството между галактиките.