Stel je voor dat je een radio afstemt, niet op muziek, maar op het zwakke gefluister van donkere materie. Een internationaal team van onderzoekers heeft een baanbrekende theorie voorgesteld: donkere materie zou een signaal kunnen uitzenden dat we kunnen onderscheppen.
Deze onzichtbare substantie, die ongeveer 85% van de massa van het heelal uitmaakt, is al lange tijd een van de grootste raadsels van de wetenschap. De sleutel tot deze ontdekking ligt in axionen, hypothetische deeltjes die worden beschouwd als fundamentele componenten van donkere materie.
Onderzoekers ontwikkelen een gespecialiseerde detector om naar axion-frequenties te "luisteren". Dit apparaat, dat wordt vergeleken met een "kosmische radio", zal frequenties in het hele sterrenstelsel scannen, op zoek naar het ongrijpbare axion-signaal. Volgens David Marsh van King's College London is deze detector in wezen een kosmische radio, die afstemt op de frequenties van het sterrenstelsel totdat de axion is gevonden.
De voorgestelde technologie omvat een uniek materiaal dat axion-achtige quasideeltjes (AQ) zou kunnen genereren. Wanneer deze deeltjes de extreem hoge frequentie van de axion bereiken, kunnen ze kleine hoeveelheden licht uitzenden. Dit experiment is bedoeld om te werken binnen een frequentiebereik dat andere methoden moeilijk kunnen bereiken.
Het team gebruikte bismut-mangaan-telluride, een materiaal met unieke magnetische en elektronische eigenschappen, om een proof of concept te bouwen. Jian-Xiang Qiu van Harvard University verklaarde dat het materiaal tot enkele atomaire lagen moest worden geëxfolieerd om de eigenschappen ervan nauwkeurig af te stemmen. Na zes jaar materiaalontwikkeling observeerde het team de interactie ervan met kwantum-entiteiten zoals de axion.
Hoewel de bouw van een functionele detector naar schatting ongeveer vijf jaar zal duren, kan het verfijnen van de zoeklocatie nog een decennium duren. Ondanks de uitdagingen is het potentieel om de kosmologie radicaal te veranderen en ons begrip van het heelal fundamenteel te wijzigen enorm.