Метод заснований на використанні захоплених електронів в якості високодобротних резонаторів. Результати дослідження опубліковані в Physical Review Letters.
Фізики давно шукають темну матерію і нові способи прямого спостереження за різними кандидатами на роль цієї невловимої субстанції. Одна з її гіпотетичних форм, яку досі не вдавалося знайти — темні фотони.
Співробітники Північно-Західного і Стенфордського університетів, а також лабораторії «Фермі» нещодавно представили новий метод, який можна використовувати для пошуку темних фотонів в мегавольтах. Його перевірили в невеликому випробуванні, яке також допомогло вченим встановити нові обмеження на темну матерію темних фотонів.
Метод заснований на використанні захоплених електронів в якості високодобротних резонаторів для виявлення темної матерії темного фотона в мегавольтному діапазоні. Основна гіпотеза полягає в тому, що якщо в пастку з підвішеним електроном потрапляє темний фотон з енергією в кілька мегавольтів, то електрон збуджується з основного стану в перший збуджений стан циклотронного руху.
Влітає темний фотон і переводить електрон в більш високий збуджений стан. Надано: Харикришнан Рамані
Через відсутність фону, одиничне збудження одиночного захопленого електрона можна визначити безпомилково. При цьому, вчені не побачили будь-які збудження протягом декількох днів. Так вони встановили обмеження на силу минулого темного фотонного поля. Вчені спиралися на теоретичні розрахунки ефективності, з якою темний фотон може викликати таке збудження.
Щоб продемонструвати практичність нового методу, вчені використовували його для отримання початкових вимірювань за допомогою одного електрона. Випробування показало, що їх стратегія не вимагає фону для пошуку, який тривав трохи більше 7 днів.
Дослідники також встановили нову межу темної матерії темних фотонів, зокрема, на частоті 148 ГГц (0,6 меВ).