Dark Matter Hurricane dod labāku iespēju identificēt Axion daļiņas

Augšup, mēs esam viesuļvētrā, ko mēs nevaram redzēt. Tās neredzamības lielvaras cēlonis ir fakts, ka tas ir izgatavots no tumšās vielas.

Un astropartikulārie fiziķi atraduši lielisku pielietojumu šai neredzamajai telpu viesuļvētrai: noslēpumainās vielas noslēpuma atrisināšana. Rakstā, kas publicēts 7. novembrī žurnālā Fizikas apskats D zinātnieki no Londonas Kinga koledžas Universidad de Zaragoza un Apvienotās Karalistes Astronomijas institūta paredz lielākas iespējas identificēt tumšo vielu, izmantojot detalizētus satelītu datus par zvaigznju kustībām.

Atgādinājums par to, ka cilvēce ir piliens Visuma spainī

Cilvēces novērotā kopējā normālā masa - jūsu kaķis, saule, plūdmaiņu pod - veido mazāk nekā piecus procentus no Visuma. Aptuveni 68 procenti ir tumša enerģija, un galīgais 27 procenti ir tumšs. Tikai tumša telpa, kas veidota no tiem, kas zina, ko, potenciāli veicinot Visuma paātrināšanos. No pašreizējām teorijām zinātnieki dod priekšroku vāji mijiedarbīgām masveida daļiņām (WIMP) vai asīm kā noslēpumainai daļiņai.

Mēs būtībā peldamies sīkumos, ko zinātnieki, piemēram, Ciaran A. J. O'Hare, Ph.D., teorētiskā fizikas postdokola Zaragozas universitātē un pētījuma pirmais autors, sauc par „tumšās vielas vējš”.

„Iemesls, kāpēc mēs izmantojam šo frāzi, ir tas, ka mēs esam iestrādāti tumšās vielas halogēnā, un mēs rotējam galaktikas diskā (šis rotējošais zvaigznes un gāzes ritenis), bet halo ir ļoti atšķirīgs,” O'Hare stāsta Apgrieztā. “Nav tumša materiāla diska, nevēlamas rotācijas, vienkārši svārstoties izlases virzienos.”

Būtībā mēs varam nezināt, kas ir daļiņa, bet, tā kā mēs zinām, kādu virzienu mēs rotējam, zinātnieki, piemēram, O'Hare, var noteikt, no kurienes nāk tumšā viela, kur vērojamas zvaigžņu plūsmas - punduru galaktiku paliekas, kas izstiepjas debesis - ienāc.

„Plūsmas ir patiešām vispārīgas prognozes par to, kā mēs saprotam galaktiku veidošanos,” saka O'Hare. Lielākā daļa plūsmu ir vāja un maza, bet bagātīgi dati, ko apkopojis Eiropas Kosmosa aģentūras Gaia satelīts par attālumu un ātrumu, kas pārsniedz miljardu zvaigznes, sniedz pētniekiem informāciju, kas nepieciešama, lai identificētu plūsmas, kuras grūti saskatīt ar cilvēka aci. Turklāt zinātnieki zina, ka šīs rūķu galaktikas paliek ar tumšu vielu.

S1 plūsma, kas identificēta, pateicoties Gaia, vētras veidā steidzas divus iemeslus.

“Patiesi ievērojamais, ko mēs atklājām par S1, ir tas, ka mēs ne tikai sēžam iekšā, bet virziens, ko mēs ejam, ir pretējs, mēs virzāmies augšup.” Skaidro O'Hare. "Pārbaudot to, kad mēs redzam tumšu vielu, ja S1 plūsma ir tur, mēs varam būt īpaši pārliecināti, ka signāls, ko mēs esam redzējuši, ir tumšs, jo mēs varam to saistīt ar šo objektu, ko mēs varam redzēt kosmosā."

Kā mēs atklājam tumšo vielu?

Neskatoties uz to, ka tumšā viela saskaras ar mūsu galaktiku sejā, atklāšana ir izaicinājums. Eksperimenti parasti rada sadursmi un mēra enerģijas, gaismas vai siltuma izkliedi. Iepriekšējie eksperimenti, kas bija vērsti uz WIMP, aplūkoja nanometru izkliedi un konstatējamais enerģijas logs palika šaurs. Lai iegūtu skaidrākus pierādījumus par plūsmu, grupa izvēlējās meklēt dažādus hipotētiskus daļiņus, asis eksperimentālos apstākļos, kas ļauj viņiem meklēt milimetru mēroga izkliedi (vēl mazu, bet nosakāmu) ar daudz lielāku izredzes gūt panākumus.

Pašreizējie eksperimenti mēģina izlīdzināt divos virzienos, saskaņā ar O'Hare. Daži pētnieki veic eksperimentu pēc iespējas lielākam, lai daļiņas vairāk varētu mijiedarboties. No otras puses, eksponenciāli vairāk enerģijas notikumi tumšai vielai rodas zemākos enerģijas līmeņos, kas prasa lasīt skudrākos un tinākos signālus.

Neskatoties uz izaicinājumiem, S1 plūsma ir daudzsološa krustcelēs. "Galvenais, kas man patiešām patīk par S1 plūsmu, ir tas, ka tas būtībā dod mums vēl vienu, ko meklēt," saka O'Hare. „Tā ir astronomijas un daļiņu fizikas saskarne. Tas, ko astronomija var pastāstīt par daļiņu fiziku, un kāda daļiņu fizika var pastāstīt astronomijai. ”