Caza de fotones oscuros con un telescopio de espejo ⚡ экспресс
El experimento Dandelion utilizó por primera vez una matriz de 221 detectores superconductores (KIDs) para buscar fotones oscuros, candidatos a materia oscura. Un espejo esférico los convierte en radiación milimétrica, y la modulación de la señal debido a la rotación de la Tierra ayuda a aislar lo buscado. Las interferencias del fondo térmico y la luz dispersa se suprimieron mediante el análisis de componentes principales (PCA) con datos fuera de la trayectoria esperada. Tras casi 25 horas de observación, no aparecieron fotones oscuros, lo que estableció un nuevo límite superior para la constante de acoplamiento en el rango de masas de 0,6–1,4 meV. Así, los detectores creados para la astrofísica ayudan a cazar uno de los mayores misterios de la física.
El universo se mantiene unido por un armazón invisible de materia oscura. Tal vez una parte de ella sean fotones oscuros, copias fantasmales de la luz que atraviesan la materia. El experimento Dandelion convirtió un espejo esférico en un oído supersensible: recoge los fotones oscuros y los traduce al lenguaje de las ondas de radio. 221 detectores, enfriados casi hasta el cero absoluto, escucharon ese susurro durante 1480 minutos.
El problema es que el susurro queda ahogado por el estruendo: el ruido térmico de la sala y la electrónica. Los físicos aplicaron análisis espectral como supresión de ruido: grabaron el fondo con sensores que no apuntan al objetivo y lo restaron de los datos principales.
El silencio fue absoluto. Pero no fue inútil: por primera vez con detectores cuánticos de fotometría, el experimento estableció el límite más estricto sobre la capacidad de los fotones oscuros de transformarse en luz común en el rango de masas de 0.6–1.4 meV.
🎯 Un fotón oscuro con masa de 1 meV es medio millón de veces más ligero que el electrón, la partícula más ligera con masa no nula.