Ο Adrien Rigoulet, μεταπτυχιακός φοιτητής του Πανεπιστημίου Rennes-Lannion (Γαλλία), πέρασε έξι μήνες στο Πανεπιστήμιο Κρήτης εκπονώντας τη διπλωματική εργασία στο εργαστήριο του Δ. Αντύπα. Σε συνεργασία με τους Σ. Νάνο, Ι. Κομίνη και Δ. Αντύπα, πραγματοποίησε μια αναζήτηση αξιονοειδούς σκοτεινής ύλης χρησιμοποιώντας ένα ατομικό μαγνητόμετρο ραδιοσυχνοτήτων βασισμένο σε πολωμένα άτομα ρουβιδίου.
Τα αξιονοειδή σωματίδια συγκαταλέγονται μεταξύ των επικρατέστερων υποψηφίων για τη σκοτεινή ύλη, την αόρατη μορφή ύλης που θεωρείται ότι αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στο Σύμπαν. Εάν υπάρχουν στο γαλαξιακό άλω της σκοτεινής ύλης, τα σωματίδια αυτά θα μπορούσαν να δημιουργούν εξαιρετικά ασθενή ταλαντούμενα μαγνητικά πεδία που αλληλεπιδρούν με τα ατομικά σπιν.
Το πείραμα αξιοποίησε ένα ατομικό μαγνητόμετρο υψηλής ευαισθησίας, ικανό να ανιχνεύει εξαιρετικά ασθενή ταλαντούμενα μαγνητικά πεδία σε ευρύ φασματικό εύρος. Με χρήση του μαγνητικού συντονισμού πολωμένων ατόμων ρουβιδίου, η ερευνητική ομάδα αναζήτησε ενδείξεις αλληλεπίδρασης αξιονοειδών σωματιδίων με πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Η προσέγγιση αυτή επέτρεψε τη διερεύνηση μιας σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητης περιοχής μαζών αξιονοειδών σωματιδίων, που αντιστοιχεί σε συχνότητες ταλάντωσης μεταξύ 58 και 510 kHz.
Παρότι δεν παρατηρήθηκε κάποιο σήμα σκοτεινής ύλης, οι μετρήσεις επέτρεψαν τον καθορισμό νέων ορίων στην ισχύ πιθανών αλληλεπιδράσεων αξιονοειδών σωματιδίων με τη ύλη. Τα αποτελέσματα βελτιώνουν προηγούμενα εργαστηριακά όρια για τη σύζευξη αξιονοειδών σωματιδίων με πρωτόνια και παρέχουν συμπληρωματικούς περιορισμούς για τις αλληλεπιδράσεις τους με νετρόνια και ηλεκτρόνια.
Πέρα από τα νέα αυτά όρια, η εργασία αναδεικνύει τις δυνατότητες των ατομικών μαγνητομέτρων ραδιοσυχνοτήτων ως ισχυρών εργαλείων για μελλοντικές αναζητήσεις σκοτεινής ύλης, ανοίγοντας νέες προοπτικές για εργαστηριακές μελέτες του γαλαξιακού άλω της σκοτεινής ύλης.
Επιστημονική δημοσίευση: A. Rigoulet, S. Nanos, I. K. Kominis, and D. Antypas, Constraining axion-like dark matter with a radio-frequency atomic magnetometer. Phys. Rev. D 113, 072011 (2026)
