利用毫米波传感检查超光速暗物质的实验方法
发布时间：2023-03-27 08:00:00 阅读数： 360
用低温毫米波接收器搜索暗光子暗物质。资料来源：京都大学全球通讯社/足立俊介
京都大学的一个研究小组现在已经建立了一种实验方法，用于检查0.1毫电子伏特左右的超轻暗物质，应用一种在低温条件下的毫米波传感技术，其特点是热噪声低。该论文发表在《物理评论快报》杂志上。
"领衔作者Shunsuke Adachi说："我们通过使用以前在这个领域没有测试过的新技术，实现了暗光子暗物质--或DPDM--的未探索的质量范围的实验参数。
难以捉摸的单个暗物质粒子的质量被认为比质子的质量还要重。Adachi团队对超低质量暗物质的搜索解决了极富挑战性的探测问题，而这一问题在过去三十多年里一直困扰着科学家。
"阿达奇补充说："我们对毫米波技术的研究可能会进一步推动先进电信的发展，如5G和6G。
一个专用的毫米波接收器被冷却到-270℃，以抑制热噪声，以适应弱的转换光子。这个低温接收器被用来搜索质量范围约为0.1meV的DPDMs。
Adachi认为，尽管他的团队在这个数据集中没有发现任何重要的信号，但通过以前所未有的严格约束--比宇宙学约束更严格--进行实验，他们为调查暗物质提供了可能性。
普通光子在理论上是由使用金属板表面的暗光子转换而来。由于能量守恒，这些转换光子与暗光子的质量相对应。例如，10-300GHz的转换光子频率对应于0.05-1meV的暗光子质量。
"我们很激动，我们的小团队能够从我们的高灵敏度实验中获得重要的结果，用于检测未探索的质量范围内的DPDMs，"Adachi说。
更多信息
S. Kotaka et al, Search for Dark Photon Dark Matter in the Mass Range 74–110 μeV with a Cryogenic Millimeter-Wave Receiver, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.071805
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