Ученые поняли, как поймать темную материю с помощью атмосферы Земли

Модель сверхлегкой темной материи может найти подтверждение в ионосфере Земли — разреженной верхней части атмосферы, состоящей из ионизированных частиц. Проходящие через нее радиоволны гипотетически могут взаимодействовать с темной материей, что можно зарегистрировать с помощью специально настроенных антенн.

Идея темной материи включает в себя множество теорий. Одна из них предполагает, что она может состоять из массивных частиц, однако поиски таковых пока не привели к успехам. Другая же теория говорит, что частицы, наоборот, могут быть очень легкими, либо быть гипотетическими аксионами или экзотическими формами фотона.

Исследователи опубликовали на сервисе препринтов arXiv материал с предложением о том, как можно было бы зафиксировать такие частицы.

В случае, если темная материя состоит из сверхлегких частиц, то ее поведение должно быть больше схоже с волнами, которые «разливаются» по космосу. Модели ученых показали, что большую часть времени такие частицы ни с чем бы не взаимодействовали, но в редких случаях их взаимодействие с обычной материей отражалось бы в виде радиоволн.

Для этого необходимо, чтобы частоты частиц темной материи и плазмы в космосе совпали, это бы создало резонанс, который фиксировался бы в виде радиоволн. Ионосфера планеты Земля как раз состоит из разреженных частиц плазмы.

В теории при правильной настройке антенн примерно за год можно было бы найти такие радиоволны, но для совершенствования таких наблюдений понадобятся десятилетия, указали авторы. Если же мониторинг даст результаты, то это может стать «золотой жилой» для будущих исследований, он позволит изучать самый загадочный компонент во всей Вселенной.