פיזיקאים סינים העובדים בשיתוף פעולה עם ניסוי החומר האפל של סין (CDEX) החלו לחפש חלקיקים היפותטיים הנקראים פוטונים כהים המועמדים לחומר אפל. הם הצליחו לחשוף את המאפיינים האפשריים של חלקיקים מסתוריים, שיעזרו למצוא אותם בעתיד. מאמר עם תוצאות העבודה המדעית פורסם בכתב העת Physical Review Letters.
כדי לחפש חלקיקים, פיסיקאים השתמשו במערך ניסיוני במעבדת ג'ינפינג (CJPL), הממוקמת מתחת לאדמה בעומק של 2.4 אלף מטרים. הוא מורכב משלוש מחרוזות של גלאי גרמניום עם שלושה אלמנטים, מוקפים במעיל נחושת בעובי 20 סנטימטר המגן מפני קרינת רקע. המבנה כולו טובל בחנקן נוזלי כדי לשמור על טמפרטורה נמוכה.
אם קיימים פוטונים כהים, אחת הדרכים לזהות אותם היא אינטראקציה עם גלאי גרמניום בתהליך הדומה לאפקט הפוטואלקטרי הכולל חלקיקי אור רגילים. השמש יכולה להיות מקורם של פוטונים כהים, וחלקיקים בעלי מסה נמוכה של כ -100 וולט אלקטרונים מהווים את הגבול התחתון של גבול הזיהוי של מערך ניסיוני.
החוקרים ניתחו נתונים שנאספו מפברואר 2017 עד אוגוסט 2018. למרות שלא נמצאו אותות המצביעים על קיומם של פוטונים כהים, מדענים הציבו גבולות חדשים לתכונות חלקיקי האור של חומר אפל, כולל האופן בו הם מתערבבים עם פוטונים מהמודל הסטנדרטי וכיצד הם יכולים לקיים אינטראקציה עם חומר רגיל.
בעתיד, מדענים מתכננים לשפר את מערך הניסוי, המספק שימוש במכשיר קריוגנרטור גדול יותר עם חנקן נוזלי בנפח של 1.7 אלף קוב ומגלאי גרמניום נוספים במשקל של עד 100 קילוגרם.
