Os físicos há muito procuram matéria escura e novas maneiras de observar diretamente vários candidatos para essa função.
Funcionários da Northwestern e da Universidade de Stanforduniversidades, assim como o Fermilab, apresentaram recentemente um novo método que pode ser usado para procurar fótons escuros em megavolts. Ele foi testado em um pequeno teste que também ajudou os cientistas a estabelecer novos limites para os fótons escuros da matéria escura.
O método é baseado no uso de capturaselétrons como ressonadores de alto Q para detecção de fótons escuros de matéria escura na faixa de megavolts. A hipótese principal é que se um fóton escuro com energia de vários megavolts entrar em uma armadilha com um elétron suspenso, então o elétron é excitado do estado fundamental para o primeiro estado excitado do movimento do ciclotron.
Um fóton escuro voa e move o elétron para um estado de excitação mais elevado.
Crédito: Harikrishnan Ramani
Devido à falta de antecedentes, excitação únicaum único elétron capturado pode ser determinado com precisão. No entanto, os cientistas não observaram quaisquer perturbações durante vários dias. Portanto, eles estabeleceram um limite para a intensidade do campo de fótons escuros transmitidos. Os cientistas confiaram em cálculos teóricos da eficiência com que um fóton escuro poderia produzir tal excitação.
Para demonstrar a praticidade do novométodo, os cientistas o usaram para obter medições iniciais usando um único elétron. O teste mostrou que a estratégia deles não exigia antecedentes para a busca, que durou pouco mais de 7 dias.
Os pesquisadores também estabeleceram um novo limite de matéria escura para fótons escuros, especificamente em 148 GHz (0,6 meV).
Os resultados do estudo foram publicados em Physical Review Letters.
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