Нынешнее исследование ученых из Университета Синьхуа и Пекинского университета выросло из предыдущей работы, в которой они изучали превращение темных фотонов в обычные в солнечной короне. Этот процесс включает возбуждение свободных электронов полями темных фотонов, что приводит к эмиссии обычных фотонов, пишет Phys.org. Отталкиваясь от этого, ученые решили использовать свободные электроны в телескопе с антенной для индукции электромагнитных сигналов, а затем — радиотелескоп «Тьяньян» (FAST) для поиска этих сигналов.

Вскоре они поняли, что из-за нерелятивистской природы темной материи рефлектор такого телескопа должен быть сферическим, а приемник сигнала нужно разместить в центре сферы. Однако у существующих радиотелескопов, таких как «Тьяньян», параболическая форма антенны, а приемник располагается в фокусе параболы. Это значит, что электромагнитные сигналы, индуцированные темными фотонами, не будут сконцентрированы в таком приемнике.

Столкнувшись с такой проблемой, исследователи на время отказались от своей идеи. Однако через некоторое время они узнали, что приемник телескопа «Тьяньян» можно перемещать, чтобы он улавливал радиоволны с разных направлений. Это навело ученых на мысль, что электромагнитные волны темных фотонов не фокусируются на приемнике, электромагнитное поле может сформировать распределение поверх тарелки, а это распределение можно точно рассчитать теоретически.

Согласно теоретическим предсказаниям ученых, подвижный приемник радиотелескопов способен принимать электромагнитные сигналы. Затем их можно сравнивать с предсказанными теорией распределениями, что поможет усилить чувствительность телескопов к сигналам, индуцированным темными фотонами.

Проведенные расчеты показали, что телескоп «Тьяньян» в состоянии обнаружить темную материю, если та состоит из темных фотонов и находится в правильном диапазоне масс.

Исследование ученых говорит о том, что темные фотоны можно в потенциале обнаружить с помощью непосредственного наблюдения, а также расширяет горизонты поиска темных фотонов, особенно, сверхлегких, которые считаются подходящими кандидатами на роль темной материи.

Темная материя может состоять из сверхлегких темных фотонов, которые нагревают нашу Вселенную. Такую идею выдвинула международная команда физиков. Они считают, что темные фотоны являются носителем новой силы, как фотоны — носители электромагнетизма. Но, в отличие от них, у темных фотонов есть масса. Эта гипотеза, по словам ученых, полностью соответствует наблюдениям телескопа «Хаббл» за «космическими нитями», заполняющими пространство между галактиками.