Detektor DALI będzie poszukiwał ciemnej materii
Nowy rodzaj detektora Dark photons & Axion-Like particles Interferometer (DALI), jak twierdzą astronomowie, być może będzie w stanie bezpośrednio wykryć enigmatyczną ciemną materię.
Jak twierdzą naukowcy obiekty zbudowane z klasycznej materii, które można wykryć, stanowią jedynie około 15 proc. masy Wszechświata. Pozostałe 85 proc. składa się z ciemnej materii. Jej natura jest jedną z największych tajemnic współczesnej fizyki.
„Ciemna materia jest niezwykle nieuchwytna. Najprawdopodobniej jesteśmy bombardowani jej cząstkami w każdej sekundzie, nie zauważając tego. Trwają globalne poszukiwania mające na celu bezpośrednie wykrycie tego niezwykłego fenomenu” – mówi Javier De Miguel z RIKEN.
W 2021 roku naukowcy z japońskiego instytutu badawczego RIKEN zaproponowali detektor, który nazwali Dark photons & Axion-Like particles Interferometer (DALI), do wykrywania kandydatów na ciemną materię znanych jako aksjony. Detektor DALI znajduje się obecnie w fazie prototypu i projektowania, ma zostać zainstalowany w Obserwatorium Teide na Teneryfie, a jego uruchomienie planowane jest za około pięć lat.
Aby ocenić możliwości wykrycia przez DALI aksjonów i innych kandydatów na ciemną materię, astronomowie przeprowadzili modelowanie detektora. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Physical Review D.
Ich prognoza przewiduje, że w ciągu około 15 lat działania urządzenia będzie w stanie pokryć znaczną część przestrzeni parametrów, w której aksjon (jeśli istnieje) może się ukrywać. Analiza wskazuje również, że detektor może być również w stanie wykryć innego możliwego kandydata na ciemną materię, znanego jako ciemny foton.
„DALI będzie w stanie pokryć niezbadane terytorium. Poprzednie eksperymenty miały ograniczenia, jeśli chodzi o poszukiwanie ciemnej materii na wysokich częstotliwościach. Detektor rozwiązuje ten problem poprzez przyjęcie nowej strategii. Jeśli aksjon lub ciemny foton istnieją na tym terytorium, może uda się je bezpośrednio wykryć” –twierdzi De Miguel.
Analiza ujawniła również strategie, które można wykorzystać w celu zwiększenia skuteczności DALI, w tym zainstalowanie go na sterowanym uchwycie i stworzenie szeregu mniejszych tego typu detektorów.
„Na podstawie analizy jestem przekonany, że DALI ma potencjał, aby wnieść istotny wkład w poszukiwania ciemnej materii. Wierzę, że eksperymenty z jego udziałem mogą odegrać kluczową rolę w jej poszukiwaniu i wykrywaniu, zwłaszcza, że jest on stosunkowo tani i możliwy do wdrożenia” – podsumowuje De Miguel.
Emil Gołoś
