Koyu Madde Kasırgası, Axion Parçacıklarını Tanımlamak İçin Daha İyi Şans Verir

Başlar, göremediğimiz bir kasırgadayız. Görünmezliğin süper gücü, karanlık maddeden yapılmış olmasından kaynaklanıyor.

Astropartikül fizikçileri bu görünmez uzay kasırgası için mükemmel bir kullanım buldular: Gizemli maddeyi neyin oluşturduğu ile ilgili gizemi çözme. 7 Kasım'da yayınlanan dergide bir bildiriyle Fizik İnceleme D Universidad de Zaragoza, King College London ve İngiltere Astronomi Enstitüsü'nden araştırmacılar, yıldızların hareketlerine ilişkin ayrıntılı uydu verilerini kullanarak karanlık madde tanımlama şansını artırıyor.

İnsanlığın Evrenin Kovasındaki Düşüş Olduğunu Hatırlatmak

İnsanlığın gözlemlediği toplam normal kütle toplamı - kediniz, güneş, bir Gelgit bölmesi - evrenin yüzde beşinden daha azını oluşturur. Kabaca yüzde 68'i karanlık enerji ve yüzde 27'si karanlık maddedir. Potansiyel olarak evrenin hızlanan genişlemesini tetikleyen, kim bilir, sadece karanlık alan. Mevcut teorilerden bilim adamları, Gizemli Parçacık Olarak Zayıf Etkileşen Masif Parçacıkları (WIMP'ler) veya aksyonları tercih etmektedir.

Temel olarak, Zaragoza Üniversitesi'nde doktora sonrası teorik bir fizik olan Ciaran A. J. O’Hare, Ph.D. gibi bilim adamlarının ve çalışmanın ilk yazarı olan “kara madde rüzgarı” olarak adlandırdığımız şeylerle yüzüyoruz.

“Bu cümleyi kullanmamızın nedeni, karanlık madde havasına gömülmüş olmamız ve galaktik diskte (bu dönen yıldız ve gaz çarkı) dönmemiz, ancak halo çok farklı” dedi. Ters. “Hiçbir karanlık madde diski yok, tercih edilen bir rotasyon yok, sadece rastgele yönlerde dolaşıyorlar.”

Temel olarak, partikülün ne olduğunu bilemeyebiliriz, ancak döndüğümüz yönü bildiğimizden beri, O'Hare gibi bilim adamları karanlık maddenin nereden gelmesi gerektiğini, yıldız akışlarının olduğu yerde - cüce gökadalarının kalıntıları boyunca gerilmiş olanları belirleyebilirler. gökyüzü - içeri gel.

“Akarsular gerçekten galaksilerin nasıl oluşacağını anladığımızın genel tahminleridir” diyor O’Hare. Akıntıların çoğu incecik ve küçüktür, ancak Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia uydusu tarafından bir milyar yıldızın üzerindeki mesafeden ve hızdan toplanan zengin veri hazinesi, araştırmacılara insan gözüyle görmesi zor olan akışları tanımlamaları için gereken ayrıntıları verir. Ayrıca, bilim adamları bu cüce galaksinin kalmasının karanlık madde ile geldiğini biliyorlar.

Gaia sayesinde tespit edilen S1 akışı iki nedenden ötürü kasırga olarak yolumuza saldırıyor.

“S1 hakkında bulduğumuz gerçekten dikkat çekici şey, yalnızca içeride oturmamız değil, aynı zamanda yönümüzün tersi, yukarı doğru hareket ettiğimizin yönü.” Diye açıklıyor O’Hare. “Bunun test edilmesinde, bir kez karanlık madde gördükten sonra, eğer S1 akışı oradaysa, gördüğümüz sinyalin karanlık madde olduğundan emin olabiliriz çünkü onu uzayda görebileceğimiz bu nesne ile ilişkilendirebiliriz.”

Karanlık Maddeyi Nasıl Algılıyoruz?

Karanlık maddenin yüzümüze galaksimizi tokatladığı gerçeğine rağmen, tespit etmek zorluyor. Deneyler tipik olarak bir çarpışma yaratır ve enerji, ışık veya ısı yayılımını ölçer. WIMP'leri hedef alan önceki deneyler nanometre ölçekli dağılmaya baktı ve tespit edilebilir enerji penceresi dar kaldı. Akışın daha net kanıtı için, grup, deneysel koşullar altında, çok daha yüksek bir başarı şansına sahip milimetre ölçekli saçılma (hala küçük, ancak tespit edilebilir) aramasına izin veren farklı varsayımsal parçacıklar, akslar aramaya karar verdi.

O’Hare’e göre mevcut deneyler iki yönde seviyeye çıkmaya çalışıyor. Bazı araştırmacılar deneyi olabildiğince büyük yapıyorlar ve parçacıklarla etkileşime girmelerini sağlıyorlar. Öte yandan, kaçak madde için katlanarak daha fazla enerji olayı, daha küçük ve daha küçük sinyallerin okunmasını gerektiren düşük enerji seviyelerinde meydana gelir.

Zorluklara rağmen, S1 akışı gelecek vaat eden bir kavşakta var. OHare, “S1 akışıyla ilgili gerçekten sevdiğim en temel şey, bize temel olarak bakmamız gereken başka bir şey veriyor olmasıdır” diyor. “Astronomi ve parçacık fiziğinin arayüzü. Bu, astronominin bize parçacık fiziği hakkında söyleyebilecekleri ve parçacık fiziğinin astronomi hakkında söyleyebileceği şey. ”