宇宙射电探测器或在15年内找到暗物质

来源:科技日报
2025-04-25 08:36 
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原标题:宇宙射电探测器或在15年内找到暗物质

暗物质艺术图。图片来源:英国伦敦国王学院

来自英国伦敦国王学院、美国哈佛大学及加州大学伯克利分校等多个机构的科学家在《自然》杂志上最新发表了一篇论文,介绍了他们认为迄今为止最精准的暗物质探测器的基础设计。这种被称为“宇宙射电”的探测器有望在未来15年内发现暗物质的存在。

暗物质约占宇宙质量的85%,但它的真实身份仍然是一个谜。轴子作为暗物质的主要候选者之一,是一种微小且相互作用较弱的粒子,被认为是造成宇宙中引力效应的原因之一。轴子具有波一样的特性,但其在电磁频谱上的确切频率尚未被确定,估计可能从人类能听到的千赫兹频率到非常高的太赫兹频率不等。

团队描述了该探测器如何工作:当发现轴子的频率时,它会向科学家发出信号。这一探测器基于轴子准粒子(AQ),并以特定频率与轴子发生共振,当达到匹配频率时,会释放出极其微弱的光信号。许多科学家认为在最高的太赫兹频率范围内寻找轴子最有希望,因为AQ也将在该频率范围内运行。

团队相信,在未来5年内通过制造更大规模的AQ材料,可以构建出一个功能齐全的探测器。之后,预计再花费10年时间来扫描被认为含有暗物质的高频段频谱,以期最终发现暗物质。

为了创建这些准粒子,团队使用了碲化锰铋,这是一种因其独特的电子和磁性而著称的材料。团队将其剥离至仅有几层叠加的二维材料状态,以便精确调整其属性,并观察其如何与其他量子实体如轴子进行互动。

这项研究标志着在探索暗物质之谜方面迈出了重要一步。(记者张梦然)

【责任编辑:张瑨瑄】

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