Исследователи предложили новый метод поиска темной материи из темных фотонов, используя измерения магнитного поля Земли на частотах ниже 100 Гц. Темные фотоны, смешиваясь с обычным светом (кинетическое смешивание), могут порождать узкополосный магнитный сигнал. Интересно, что для массы темного фотона около 3×10⁻¹⁴ эВ возникает резонанс в естественной полости между поверхностью Земли и ионосферой, подобно тому, как звук усиливается внутри гитары. Учтя проводимость атмосферы, авторы проанализировали многолетние геомагнитные данные и получили новые верхние пределы на параметр ε, которые существенно улучшают предыдущие наземные ограничения в диапазоне масс 10⁻¹⁵–2×10⁻¹³ эВ.
Невидимая тёмная материя управляет вращением галактик — Вера Рубин ещё в прошлом веке показала, что звёзды движутся так, будто их подгоняет незримая сила. Один из главных подозреваемых — тёмный фотон, массивный собрат обычного света, предсказанный усложнёнными уравнениями Максвелла и не вписывающийся в Стандартную модель.
Учёные превратили планету в гигантский радиоприёмник. Пространство между Землёй и ионосферой (электрически заряженный слой атмосферы) образует резонатор, который многократно усиливает магнитную дрожь, если её частота совпадает с «радиоволной» тёмного фотона. Это похоже на то, как одна гитарная струна отзывается на ноту, взятую на другой. Многолетние записи магнитного поля позволили провести тонкий спектральный анализ — выловить в шуме одну-единственную частоту.
Впервые учли электропроводность воздуха, что уточнило расчёт и помогло отделить возможный сигнал от помех. Прямого «привета» от тёмной материи не услышали, но установили самые строгие ограничения на её взаимодействие с магнетизмом — для диапазона масс от 10⁻¹⁵ до 2×10⁻¹³ эВ. А искомые частоты ниже 100 Гц, где поют киты и гудят линии электропередач, заставляют учёных вычищать из данных звуки океана и цивилизации.
🎯 Искомый сигнал лежит в полосе ниже 100 Гц — здесь поют киты и гудят электросети. Чтобы выловить космический «шёпот», учёным приходится отфильтровывать голос океана и шум цивилизации.