Forskare har föreslagit en ny och spännande metod för att söka efter mörk materia genom att undersöka jordens jonosfär. Denna innovativa approach fokuserar på att detektera låg-frekventa radiovågor som kan uppstå när mörk materia-partiklar omvandlas i jonosfären16.
Jonosfären som naturlig detektor
Jonosfären, ett lager av jordens övre atmosfär fyllt med laddade partiklar, kan fungera som en ideal miljö för att studera mörk materia-interaktioner1. Forskare föreslår att axioner eller mörka fotoner, under specifika förhållanden, kan omvandlas till låg-frekventa radiovågor inom jonosfären1. Detta sker genom en unik resonans mellan massan hos mörk materia-partiklar och jonosfärens plasmafrekvens3.
Fördelar med metoden
- Välkänd miljö: Jonosfären är väl studerad och övervakad, vilket ger en kontrollerad miljö för experiment6.
- Komplementär massintervall: Toppfrekvensen i jonosfären är omkring 10 MHz, vilket möjliggör undersökning av ett massintervall som kompletterar existerande sökningar7.
- Naturligt filter: Jonosfären reflekterar många radiovågor från rymden, vilket minskar störningar8.
- Kostnadseffektiv: Metoden kräver relativt billig och enkel utrustning jämfört med andra experiment1.
Experimentell approach
Forskarna föreslår användningen av små, elektriskt känsliga dipolantenner för att fånga upp de svaga signalerna från mörk materia-omvandling1. Genom att finjustera antennerna för att detektera specifika frekvenser som motsvarar förutsagda mörk materia-interaktioner, hoppas forskarna kunna isolera dessa signaler från bakgrundsbruset5.
Utmaningar och framtidsutsikter
Trots metodens potential kvarstår utmaningar. Signalbrus från både naturliga och människoskapade källor kan komplicera datainsamlingen1. Dessutom kräver de förutsagda svaga signalerna mycket känslig utrustning och noggrann kalibrering1.
Forskare planerar nu ytterligare analyser och samarbeten med experimentella fysiker för att förfina metoden och identifiera potentiella testplatser510. Om framgångsrik, kan denna approach öppna upp för utforskning av hittills outforskade delar av mörk materia-parametrarna och potentiellt leda till banbrytande upptäckter inom partikelfysik och kosmologi10.
Citations:
- https://nasaspacenews.com/2025/01/can-dark-matter-speak-through-radio-waves-the-ionosphere-says-yes/
- https://cds.cern.ch/record/2748305/files/2012.03353.pdf
- https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.133.251001
- https://arxiv.org/abs/2405.13882
- https://phys.org/news/2025-02-dark-winered-spectrograph-lifetime-constraints.html
- https://www.popularmechanics.com/science/a61148469/dark-matter-interaction-ionosphere-discovery/
- https://arxiv.org/html/2405.13882v1
- https://www.techno-science.net/en/news/dark-matter-waves-directly-observable-in-earth-ionosphere-N25129.html
- https://www.physics.uci.edu/node/14845
- https://phys.org/news/2025-01-exploring-earth-ionosphere-dark-conversion.html
- https://www.researchgate.net/publication/387168162_Resonant_Conversion_of_Wave_Dark_Matter_in_the_Ionosphere
- https://inspirehep.net/literature/2789280
- https://www.youtube.com/watch?v=hAm8_pidjZo
- https://www.gadgets360.com/science/news/earths-ionosphere-explored-for-dark-matter-signals-via-radio-wave-conversion-7462494
- https://www.space.com/upper-atmosphere-could-hold-mystery-of-the-universe
- https://x.com/physorg_com/status/1878102769065673038
- https://www.mdpi.com/2073-8994/15/6/1167
- https://www.linkedin.com/posts/phys-org_exploring-earths-ionosphere-for-dark-matter-activity-7283868336055103488-Gvc-
- https://arxiv.org/abs/2012.03353
- https://cds.cern.ch/record/2900011/plots
- https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.132.261002
- https://www.phys.uniroma1.it/fisica/archivionotizie/resonant-conversion-wave-dark-matter-ionosphere
- https://darkmatter2025.pa.ucla.edu
- https://earthsky.org/space/dark-matter-hunters-jupiter-earth-galaxies/
- https://phys.org/news/2025-01-neon-results-dark.html
- https://cds.cern.ch/record/2900011/files/Publication.pdf
- https://www.nature.com/articles/s41467-024-45033-4
