Les physiciens recherchent depuis longtemps la matière noire et de nouveaux moyens d’observer directement les différents candidats à ce rôle.
Personnel de l'Université Northwestern et de Stanforddes universités, ainsi que le Laboratoire Fermi, ont récemment présenté une nouvelle méthode permettant de rechercher des photons sombres en mégavolts. Il a été testé dans le cadre d'un petit test qui a également aidé les scientifiques à fixer de nouvelles limites aux photons noirs de la matière noire.
La méthode est basée sur l'utilisation de données capturéesélectrons comme résonateurs à Q élevé pour la détection de photons noirs et de matière noire dans la gamme des mégavolts. L'hypothèse principale est que si un photon sombre avec une énergie de plusieurs mégavolts entre dans un piège avec un électron en suspension, alors l'électron est excité de l'état fondamental au premier état excité du mouvement cyclotron.
Un photon sombre arrive et déplace l’électron vers un état excité plus élevé.
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En raison du manque de fond, une seule excitationun seul électron capturé peut être déterminé avec précision. Cependant, les scientifiques n’ont constaté aucune perturbation pendant plusieurs jours. Ils ont donc fixé une limite à la force du champ de photons sombres transmis. Les scientifiques se sont appuyés sur des calculs théoriques sur l’efficacité avec laquelle un photon sombre pourrait produire une telle excitation.
Pour démontrer le caractère pratique du nouveauméthode, les scientifiques l’ont utilisé pour obtenir des mesures initiales en utilisant un seul électron. Le test a montré que leur stratégie ne nécessitait aucune expérience pour la recherche, qui a duré un peu plus de 7 jours.
Les chercheurs ont également fixé une nouvelle limite de matière noire pour les photons noirs, spécifiquement à une fréquence de 148 GHz (0,6 meV).
Les résultats de l'étude ont été publiés dans Physical Review Letters.
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