由于暗物质由不与光相互作用的粒子构成，因此无法通过传统的观测手段直接探测。近年来，全球的天体物理学家们一直在探索新的方法，以便更好地捕捉这种难以捉摸的物质。
加州理工学院的研究团队最近为隐藏光子暗物质的直接探测设定了新的限制。隐藏光子暗物质是一种假设的暗物质候选者，与普通光子（光）之间存在微弱的相互作用。他们的研究成果发表在《物理评论快报》上，介绍了一种新颖的寻找隐藏光子的方法。
“隐藏光子暗物质实验的灵敏度取决于暗物质信号与可探测的最小信号之间的强度关系，”参与研究的尼基塔·克里莫维奇在接受Phys.org采访时表示。“在隐藏光子的搜索中，暗物质信号的强度与所用金属天线的面积成正比，而可探测的最小信号水平则主要受读取天线的放大器噪声水平的影响。”
克里莫维奇及其同事的最新研究建立在以往寻找隐藏暗物质的基础上，例如SHUKET实验。SHUKET实验是一项雄心勃勃的研究，旨在利用电磁望远镜探测超轻暗物质。
Klimovich解释道：“以往的研究启发了这项工作，例如SHUKET实验，通常是通过一个非常大的天线来最大化信号强度，同时使用他们能获得的最佳商业低噪声放大器。”
“Karthik Ramanathan意识到我们可以采取相反的策略。”
“通过使用我正在开发的量子限制放大器，并在毫开尔文的温度下进行实验，与使用现成的低噪声（但不是量子限制噪声）技术的其他实验相比，我们能够显著降低可探测的最小信号水平。”
该团队提出的寻找隐藏光子的方法存在一个关键的缺陷。具体来说，低温恒温器内部有限的空间将大大限制他们所能使用的盘子大小，导致原始信号明显低于其他实验，包括SHUKET。
尽管如此，Klimovich、Ramanathan及其同事们希望，通过他们的方法收集的测量结果的灵敏度提升，能够弥补这一限制，从而为暗光子的探测设定新的限制。在他们的实验中，他们主要检查了球形金属盘发出的信号，并将其与所谓的参考负载进行了比较。
“如果存在一个隐藏光子，并且其质量对应于我们的敏感频率范围，我们应该能看到来自天线的功率比参考值稍高，”克里莫维奇说。“由于我们没有观察到这样的信号，我们可以为这种隐藏光子粒子与电磁场的耦合设定一个新的上限，基于我们能够检测到的最小信号水平。”
利用他们提出的方法，研究人员能够为直接探测隐藏光子引入新的严格限制。尽管迄今为止他们尚未探测到这一暗物质候选者，但他们希望这一方法能够用于进一步的搜索，最终有助于探测到它。
Klimovich补充道：“除了为探测设定的新限制外，我们还展示了一种非常易于实现的方法，适用于未来的隐藏光子实验。”
“对于大多数使用量子限制放大器的研究团队来说，qualiphide类型的暗物质搜索将是一种经济且相对简单的实验。我们希望使用类似的方法来搜索更高频率的隐藏光子（当前对隐藏光子的耦合限制较弱），并增强设置以探测其他类型的暗物质，如轴子。”
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希望本篇文章《新约束条件揭示隐藏光子暗物质的动力学混合特性》能对你有所帮助！
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